Investeşte în oameni!

FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară 1 „Educaţie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie 1.5. „Programe doctorale şi post-doctorale în sprijinul cercetării” Titlul proiectului: Burse doctorale si postdoctorale pentru cercetare de excelenta Numărul de identificare al contractului: POSDRU/159/1.5/S/134378 Beneficiar: Universitatea Transilvania din Braşov Partener:

Universitatea Transilvania din Brașov Școala Doctorală Interdisciplinară

Departament: Exploatări forestiere, amenajarea pădurilor și

măsuratori terestre

Ing. Ștefan LECA

CREȘTEREA ARBORILOR ȘI ARBORETELOR ÎN SISTEMUL

DE MONITORIZARE FORESTIERĂ INTENSIVĂ

TREES AND STANDS GROWTH IN INTENSIVE FOREST

MONITORING SYSTEM

Conducător ştiinţific

CS I dr. ing. Nicolae - Ovidiu BADEA Membru corespondent al Academiei Române

BRAȘOV, 2014

i

MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE

UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR. 29, 500036, TEL. 0040-268-413000, FAX 0040-268-410525

RECTORAT

D-lui (D-nei) ..............................................................................................................

COMPONENŢA Comisiei de doctorat

Numită prin ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov Nr. 6883 din 30.09.2014

PREŞEDINTE: Prof. univ. dr. ing. Lucian CURTU

DECAN – Fac. de Silvicultură și Exploatări Forestiere CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: CS I dr. ing. Ovidiu BADEA

Universitatea „Transilvania” din Brașov REFERENŢI: Acad., prof. univ. dr. doc. Victor GIURGIU

Academia Română CS I dr. ing. Ionel POPA

I.C.A.S. Câmpulung Moldovenesc Prof. univ. dr. ing. Iosif VOROVENCII

Universitatea „Transilvania” din Brașov Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 07.11.2014, ora 1000, sala S I.2, Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere. Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi în timp util, pe adresa leca_d_stefan@yahoo.com Totodată vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de doctorat. Vă mulţumim.

ii

CUPRINS Pg.

teza Pg.

rezumat LISTA DE ABREVIERI 1 1 Cuvânt înainte 2 2 1. INTRODUCERE 4 4 2. SCOP ȘI OBIECTIVE 6 6 3. STADIUL CUNOȘTINȚELOR 7 7

3.1 Stadiul cunoștințelor pe plan internațional 7 7 3.2 Stadiul cunoștințelor pe plan național 12 9

4. METODA ȘI MATERIALUL DE CERCETARE 18 12 4.1 Localizarea cercetărilor 18 12 4.2 Metodologia de lucru 28 14

5. REZULTATE OBȚINUTE 40 21 5.1. Analiza structurii arboretelor din rețeaua extinsă de monitorizare forestieră intensivă – Nivel II........................................................................................................

40

21

5.1.1. Structura arboretelor în raport cu diametrul arborilor 40 21 5.1.2 Distribuția numărului de arbori pe clase de creștere în diametru 52 26 5.1.3. Repartiția volumului pe categorii de diametre 54 27 5.1.4. Distribuția numărului de arbori pe clase de creșteri în volum 58 30 5.1.5. Variația volumelor și a creșterilor în volum în raport cu diametrul arborilor 60 31

5.2 Creșterea arborilor și arboretelor 63 33 5.2.1 Variația creșterii radiale și a diametrelor arborilor din cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă SESI

63

33

5.2.2 Variația creșterii radiale a arborilor din cuprinsul suprafetelor extinse de supraveghere intensivă (SESI)

66

35

5.2.3. Relația dintre climat și creșterea radială a arborilor din cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă – Nivel II

71

38

5.2.4. Variația creșterii radiale a arborilor înregistrată cu ajutorul dendroauxografelor cu înregistrare continuă

78

41

5.2.5. Variația diametrelor arborilor monitorizată cu ajutorul benzilor dendrometrice permanente

81

43

5.2.6. Variația creșterilor medii în volum în raport cu procentul de defoliere al coroanelor arborilor

82

44

5.2.7. Creșterea în volum a arborilor și arboretelor din suprafețele extinse de supraveghere intensivă

84

44

5.3. Starea de sănătate a arborilor şi arboretelor din cadrul suprafețelor de monitorizare forestieră intensivă

87

47

6. CONCLUZII 98 53 7. CONTRIBUŢII ORIGINALE 103 56 BIBLIOGRAFIE 105 57 ANEXE

Anexa 1, Rezumat 110 58 Anexa 2, Curriculum vitae 111 59

iii

CONTENT Thesis

pg. Abstract

pg.

ABBREVIATION LIST 1 1

Foreward 2 2

1. INTRODUCTION 4 4

2. RESEARCH AIM AND OBJECTIVES 6 6

3. STATE OF THE ART 7 7

3.1 State of the art at international level 7 7 3.2 State of the art at national level 12 9

4. RESEARCH MATERIAL AND METHOD 18 12

4.1 Research location 18 12 4.2 Research methodology 28 14

5. RESULTS 40 21

5.1. Stand structure analysis in extended intensive monitoring network – Level II........ 40 21 5.1.1. Stand structure based on tree DBH 40 21 5.1.2 Tree distribution in relation to DBH growth classes 52 26 5.1.3. Volume repartition in relation to DBH classes 54 27 5.1.4. Tree distribution in relation volume growth classes 58 30 5.1.5. Volume and volume growth variation in relation with tree DBH 60 31

5.2 Tree and stand growth 63 33 5.2.1 Radial and DBH growth variation in extended level II monitoring plots SESI 63 33 5.2.2 Tree radial growth variation in extended level II monitoring plots (SESI) 66 35 5.2.3. Climate – growth relationship in extended level II monitoring plots 71 38 5.2.4. Tree radial growth variation registered using point-dendrometers 78 41 5.2.5. Tree DBH variation registered using permanent girth bands 81 43 5.2.6. Mean volume growth variation in relation to tree crown defoliation percent 82 44 5.2.7. Trees and stand volume growth in extended level II monitoring plots 84 44

5.3. Trees and stand health status in intensive forest monitoring plots 87 47

6. CONCLUSIONS 98 53

7. ORIGINAL CONTRIBUTIONS 103 56

REFERENCES 105 57

ANNEXES 110 58

Annex 1, Abstract 110 58 Annex 2, Curriculum vitae 111 59

1

LISTA DE ABREVIERI

ARNEWS - Sistemul de Avertizare Timpurie a Ploilor Acide Canadian

CLRTAP - Convenția privind Poluarea Atmosferică Transfrontalieră la Mare Distanță

EANET – Rețeaua de Monitorizare a Depunerilor Acidi din Asia de Est

ECLAIRE - Efectele Poluării Atmosferice și a Schimbărilor Climatice și Strategii de Răspuns asupra

Ecosistemelor Europene

EEC – Comunitatea Economică Europeană

EMAN - Rețeaua Ecologică de Monitorizare și Evaluare Canadiană

FHM - Programul de Monitorizare a Stării de Sănătate a Pădurilor (SUA)

FP7 – Programul Cadru 7 al Uniunii Europene

ICAS – Institutul de Cercetări și Amenajări Silvice

ICP-Forests - Programul de Cooperare Internaţională privind Evaluarea şi Supravegherea Efectelor

Poluării Aerului asupra Pădurilor

LIFE+ - Instrumentul Financiar pentru Mediu al Uniunii Europene

RECOGNITION - Relationships Between Recent Changes of Growth and Nutrition of Norway

Spruce, Scots Pine and European Beech Forests in Europe

RODENDRONET – Reteaua de monitorizare dendrocronologica din Romania

SESI – suprafață extinsă de supraveghere intensivă

SPP – suprafață de probă permanentă

SSI – suprafață de supraveghere intensivă

UE – Uniunea Europeană

UN/ECE – Comisia Economica a Națiunilor Unite pentru Europa

vTI Institute - Institutul pentru Silvicultură Mondială von Thunen

2

Cuvânt înainte

Activitatea de monitorizare forestieră din țara noastră, cu o tradiție neîntreruptă de peste 25 de

ani, reprezintă una dintre cele mai stabile și sigure surse științifice de informare asupra stării

ecosistemelor forestiere reprezentative aflate sub acțiunea poluării atmosferice și a factorilor de sters,

utilizată cu succes în vederea dezvoltării și perfecționării metodelor eficiente de management durabil

al acestora.

Pe parcursul celor trei ani de desfășurare a tezei de doctorat intitulată “Creșterea arborilor și

arboretelor în sistemul de monitorizare forestieră intensivă”, prin activitățile de cercetare elaborate,

s-a urmărit, atingerea scopului și obiectivelor propuse, în vederea fundamentării și asigurării din punct

de vedere dendrometric și auxologic a funcționării și dezvoltării retelei existente de supraveghere

intensivă a principalelor ecosisteme forestiere (nivel II).

Atingerea acestor obiective nu ar fi fost posibilă fără sprijinul necontenit al conducătorului

științific domnul dr. ing. Ovidiu BADEA, membru corespondent al Academiei Române, căruia îi

adresez întreaga mea recunoștință și sincere mulțumiri pentru efortul depus, generozitatea, susținerea

și răbdarea de care a dat dovadă în îndrumarea competentă și permanentă pe întreg parcursul

elaborării și realizării acestei teze de doctorat, precum și pentru formarea mea profesională în

domeniul biometriei și auxologiei forestiere.

Mă simt onorat și mulțumesc pe această cale, domnului acad. Victor GIURGIU, pentru

amabilitatea de a accepta să fie membru în comisia de doctorat. Prețioase mulțumiri aduc domnului

prof. dr. ing. Lucian CURTU, decanul facultății de silvicultură și exploatări forestiere din Brașov.

Adresez de asemenea respecuoase mulțumiri distinșilor membri ai comisiei de analiză a tezei de

doctorat și anume domnului dr. ing. Ionel POPA – membru corespondent al Academiei de Științe

Agricole și Silvice, și domnului prof. dr. ing. Iosif VOROVENCII, pentru amabilitatea, sfaturile și

recomandările acordate pe întreg parcursul studiilor doctorale, precum și în etapa de final a elaborării

tezei de doctorat.

Un rol deosebit de important pe parcursul perioadei de început a cercetărilor l-a avut regretatul

prof. dr. ing. Iosif LEAHU, ce va rămâne veștnic în amintirea mea pentru sugestiile și observațiile

făcute în elucidarea unor aspecte abordate, cu ocazia susținerii examenelor și rapoartelor științifice.

Doresc să adresez alese multumiri întregului colectiv profesoral al Departamentului de

Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor și Măsurători Terestre din cadrul Universității

“Transilvania” - Brașov, pentru opiniile și sugestiile lor competente, în special domnului șef lucr. ing.

Gheorghe TUDORAN.

Îmi exprim aprecierea sinceră și le mulțumesc pentru ajutorul și încurajările permanente

colegilor mei din cadrul Institutului de Cercetări și Amenajări Silvice, în mod special domnișoarei dr.

3

ing. Diana SILAGHI, domnilor dr. ing. Stefan NEAGU, ing. Serban CHIVULESCU, tehn. Răducu

STĂNCULEANU, tehn. Cornel BARBU și tehn. Gabriel NEDEA, cât și colegilor de la Stațiunea ICAS

Câmpulung Moldovenesc, domnilor dr. ing. Cristian SIDOR , dr. ing. Nechita CONSTANTIN și dr.

ing. Radu VLAD, Stațiunea ICAS Brașov, domnilor dr. ing. Corneliu IACOB, ing. Gruiță IENĂȘOIU,

ing. Cătălin COJANU și tehn. Dan PEPELEA precum și domnilor dr. ing. Gheorghe GUIMAN și

tehn. Laurențiu CIOBANU din cadrul Colectivului de cercetare Mihăești.

Nu în ultimul rând doresc să multumesc părinților mei și familiei, în mod special soției mele

Laura și fiicei mele Anisia pentru susținerea morală, răbdarea și înțelegerea manifestată cu

generozitate pe perioada celor trei ani de desfășurare a tezei de doctorat.

4

1. INTRODUCERE

INTRODUCTION

Pădurea în ansamblul ei, constituie unul dintre ecosistemele terestre cu cea mai mare

complexitate structurală şi funcțională, care prin control şi supraveghere continuă permite stabilirea

unor legități ce pot fi verificate, adoptate şi extinse şi în afara ei (în limita valabilității) în vederea

elaborării unor programe speciale de reconstrucție ecologică şi de restabilire a stărilor de echilibru.

Realizarea și implementarea unui management sustenabil al pădurilor reprezintă un obiectiv prioritar,

intens dezbătut de politicile de la nivel național și internațional. Acest obiectiv, nu poate fi atins decât

dacă se asigură în permanență necesarul de informație asupra factorilor ce influențează starea

ecosistemelor forestiere. Baza legală ce face posibil tot acest proces este oferită de Programul Forest

Focus al Comisiei Europene, un partener deosebit de important al comunității ICP – Forests alcătuită

din 41 de tări membre dintre care 28 din interiorul Uniunii Europene și peste 300 de experți naționali

implicați în activitățile de dezvoltare și armonizare a metodelor de monitorizare, precum și de

raportarea permanentă a rezultatelor obținute.

Anii ’80 ai secolului trecut au reprezentat perioada de maximă îngrijorare a comunității științifice

mondiale din domeniul forestier în ceea ce privește starea de declin a pădurilor Europei, datorată

poluarii atmosferice. Ca reacție imediată, au fost lansate activități de monitorizare la scară largă a

stării de vătamare a arboretelor prin analize asupra gradului de defoliere a coroanelor arborilor,

componența chimică a aparatului foliar, starea solurilor forestiere, dar și a calității din punct de vedere

chimic a depunerilor atmosferice umede sau uscate, toate acestea având ca scop final determinarea cât

mai exactă a surselor de poluare precum și a nivelului acestora. Rezultatele obținute au arătat clar

influența negativă pe care o au agenții poluanți asupra creșterii și dezvoltării arboretelor.

Adoptarea cu succes în urmă cu peste 28 ani a politicilor “clean – air” au dus la rezultate evidente în

ceea ce privește scăderea nivelurilor nocive ale depunerilor atmosferice, rezultatele preconizând o

reducere substanțială a acidifierii solurilor în mai puțin de un deceniu.

Monitorizarea forestieră (ca parte integrantă a cercetării în domeniu) a fost definită de diverși autori în

ultimii 40 de ani (SCEP, 1970; Meijers, 1986; Hellawell, 1991; Stevens Jr, 1994; Yoccoz et al., 2001;

Lovett et al., 2007; Ferretti, 2013). Conform unei definiții universal acceptată la nivelul comunității

internaționale, dată de Feretti (2013), monitorizarea forestieră reprezintă “ o serie de măsurători

continue, organizate pe termen lung a caracterisiticilor/variabilelor fizice/chimice/biologice bine

definite ale unei entități forestiere, proiectate astfel încât să ofere răspunsuri justificate la întrebări

legate de starea și dinamica pădurii”.

Grupul de experți în domeniul creșterilor arborilor și arboretelor din cadrul Programului ICP-Forests

recomanda, în urmă cu aproximativ două decenii, o monitorizare cat mai intensă a factorilor ce produc

5

modificări ale creșterii și dezvoltării arboretelor. Această recomandare survine în urma rezultatelor

studiilor efectuate în cadrul unor proiecte desfășurate la nivel internațional (DEFOGRO, PrognEU sau

RECOGNITION) prin care s-a demonstrat că nivelul de defoliere a coroanelor influențează direct

creșterea în suprafață de bază a arboretelor, fapt dovedit chiar și în cazul fagului unde această corelatie

nu era foarte clar evidențiată de rezultatele studiilor anterioare (UN/ECE, 2005). Cu toate acestea,

indiferent de gradul de vătămare al coroanelor arborilor s-a demonstrat că aceștia continuă să își

sporească cu o intensitate mai mare (arbori sănătoși) sau mai redusă (arbori afectați), cantitatea de

biomasă acumulată.

În urma amplelor cercetări efectuate, experții în domeniu au ajuns la concluzia că numai prin

efectuarea de măsurători, periodice, permanente și continue pe termen lung asupra variațiilor

creșterilor, dar și a factorilor ce le influențează pot demonstra dacă mersul ascendent al acestora se

menține sau nu, oferind ulterior posibilitatea emiterii diverselor ipoteze, dar și măsuri asupra

situațiilor apărute.

6

2. SCOPUL ȘI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR RESEARCH AIM AND OBJECTIVES

Funcționarea de peste 23 de ani a rețelei de monitorizare forestieră intensivă (nivelul II),

amplasată în țara noastră în perioada 1989-1991 în ecosisteme forestiere reprezentative și în condițiile

acțiunii directe a poluării atmosferice și a altor factori de stres biotici și abiotici, pentru supravegherea

inter- și transdisciplinară integrată a calității factorilor de mediu și a componentelor ecosistemice, a

permis până în prezent stabilirea unor legături complexe între aceștia și starea de sănătate a arborilor

și arboretelor inclusiv creșterea lor. În această perioadă, arboretele selectate, destinate acestor cercetări

au suferit diverse modificări, în special în ceea ce privește consistența și starea lor, cauzată în general

de intervențiile antropice prin lucrările silviculturale și/sau de acțiunea tot mai accentuată a procesului

schimbărilor climatice în strânsă corelație cu poluarea atmosferică. Structura acestor arborete nu a fost

analizată și caracterizată până în prezent, neexistând astfel de preocupări, din cauza existenței unor

colectivițăți relativ reduse de arbori inventariați în suprafețele de supraveghere intensivă în mărime

maximă de numai 0,25 ha, insuficiente pentru a oferi informații biometrice relevante asupra

organizării stării și funcționalității acestor ecosisteme forestiere.

Din aceste considerente, dar mai ales din necesitatea menținerii, extinderii și perfectionării

continue a sistemului de supraveghere forestieră la nivel național și în context european, scopul

cercetărilor este acela de a fundamenta și asigura, din punct de vedere dendrometric și auxologic,

funcționarea și dezvoltarea retelei existente de supraveghere intensivă a principalelor ecosisteme

forestiere (nivel II) și extinderea acesteia într-o nouă etapă de lungă durată, prin includerea de noi

suprafețe de supraveghere permanentă de mărime și formă diferită, altele decât cele existente.

Obiectivul principal al cercetărilor constă în actualizarea si dezvoltarea metodologiei de

monitorizare forestieră intensivă din punct de vedere al analizei structurii și creșterii arborilor si

arboretelor selectate în sistemul românesc de supraveghere intensivă a stării ecosistemelor forestiere

(nivelul II).

Obiectivele specifice ale cercetărilor desfășurate în cadrul tezei de doctorat se referă la:

• Cunoașterea structurii arboretelor cuprinse în sistemul de supraveghere intensivă a principalelor ecosisteme forestiere (nivelul II).

• Determinarea și analiza creșterii arborilor și arboretelor în sistemul de monitorizare forestieră intensivă (nivelul II).

• Analiza influenței diferiților factori de stres asupra creșterii arborilor și stării de sănătate a acestora.

• Armonizarea rezultatelor auxologice cu cele din rețeaua existentă (standard) și fundamentarea funcționării din punct de vedere dendrometric și auxologic a rețelei extinse de supraveghere intensivă a stării ecosistemelor forestiere (nivelul II).

7

3. STADIUL CUNOȘTINȚELOR STATE OF THE ART

3.1. Stadiul cunoștintelor pe plan internațional

State of the art at international level

Procesul de declin al stării de sănătate a pădurilor Europei a fost intens analizat și dezbătut de

specialiști în domeniu încă din secolul trecut. Astfel, prin inițierea la inceputul anilor ’80 a unui sistem

de monitorizare periodică (anuală) a principalilor parametri de caracterizare a stării de sănătate,

respectiv defolierea și decolorarea coroanelor arborilor, s-au determinat la acea vreme, principalele

cauze definitorii în declinul pădurii, cum ar fi de exemplu ploile acide rezultate în urma

concentrațiilor ridicate de sulf din atmosferă. Politicile strategice, elaborate în acea perioadă, în

vederea diminuării proceselor și semnalelor alarmante în ceea ce privește poluarea atmosferică, au dat

rezultate satisfăcătoare, cum ar fi scăderea semnificativă din ultimele decenii a depunerilor poluante

de sulfați.

În baza Convenției privind Poluarea Atmosferică Transfrontalieră la Mare Distanță

(CLRTAP), în iulie 1985 ia naștere Programul de Cooperare Internaţională privind Evaluarea şi

Supravegherea Efectelor Poluării Aerului asupra Pădurilor (ICP – Forests), lansarea acestuia

reprezentând totodată și începutul monitorizării forestiere la nivel transnațional. Începând cu anul

1987, a fost proiectată, sub auspiciile CLRTAP şi ale Regulamentului (EEC) nr. 3528/86 al

Consiliului Uniunii Europene (schema UE), o reţea sistematică transnaţională (Nivel I) cu o densitate

de un sondaj la 25 600 ha (16 x 16 km) în care se fac evaluări anuale a stării de sănătate a pădurilor cu

o intensitate redusă de supraveghere la nivel de suprafaţă de probă permanentă (SPP).

În prezent, această reţea cuprinde peste 7500 de suprafeţe de probă permanente, acoperind

aproximativ 200 de milioane de hectare din pădurile Europei și în care sunt evaluaţi peste 110 000 de

arbori.

În anul 1994 statele membre ale Uniunii Europene în baza rezoluţiilor 1 şi 3 ale Conferinţelor

Ministeriale de la Strasbourg şi Helsinki, adoptă extinderea schemei inițiate în anul 1986, prin care se

stabilește dezvoltarea unui program pan-european de monitorizare intensivă (Nivel II) a factorilor ce

afectează starea ecosistemelor forestiere, inclusiv poluarea atmosferică (UN/ECE și ICP-Forests,

1997). Programul se derulează în baza unei reţele europene de suprafețe de cercetare amplasate

nesistematic ce a fost dezvoltată pentru o mai bună înţelegere a inter-relaţiilor între poluarea

atmosferică şi impactul acesteia asupra stării de sănătate a pădurilor și utilizată în vederea înregistrării

de date precise privind extinderea şi dezvoltarea numărului de poluanţi în corelaţie cu principalii

parametri de caracterizare ai ecosistemelor forestiere (creşterea arborilor și starea de sănătate a lor,

8

starea solurilor forestiere, compoziţia chimică a frunzelor sau acelor, parametri climatici, etc.) pe o

perioadă de cel puţin 15 – 20 ani (Lebourgeois, 1997; Ponette et al., 1998).

Regulamentul Uniunii Europene nr. 2152/2002, reglementează ulterior, activitatea de

supraveghere a stării de sănătate a pădurilor, prin adoptarea Schemei Forest Focus, program care şi-a

încetat activitatea la sfârşitul anului 2006, premisele continuării şi realizării unui nou sistem de

Monitoring Forestier European fiind create prin implementarea Programului Life+ al Uniunii

Europene, începând cu anul 2009.

În vederea obţinerii informaţiilor necesare în strânsă concordanţă cu problemele de mediu cum

ar fi schimbările climatice şi conservarea biodiversităţii, sistemul de monitoring forestier, care nu

demult a fost concentrat pe efectele poluării atmosferice, a trebuit să fie revizuit şi dezvoltat,

constituindu-se începând cu anul 2009 un “Nou sistem de Monitoring Forestier la nivel European”,

printr-un proiect nou, multinaţional: „Further development and implementation of an EU-Level Forest

monitoring System (FutMon)”. (Badea et al., 2011)

Necesitatea și importanța activității de monitorizare forestieră, în strânsă cooperare cu

Programul ICP-Forests al Națiunilor Unite pentru Europa, a determinat de asemenea dezvoltarea unor

rețele de supraveghere forestieră și pe teritoriile altor continente cum ar fi America de Nord sau Asia.

În Statele Unite ale Americii a fost adoptat în urmă cu două decenii Programul de Monitorizare a

Stării de Sănătate a Pădurilor – FHM, având ca obiectiv general evaluarea și monitorizarea tendințelor

(dinamicii spațio-temporale) indicatorilor stării de sănătate a pădurilor. (Tkacz et al., 2013).

Statul canadian, adoptă și el încă din anul 1984,un sistem de monitorizare, denumit la acea

vreme Sistemul de Avertizare Timpurie a Ploilor Acide – ARNEWS. Acest program s-a bazat inițial

pe 150 de suprafețe rectangulare (10x40m) amplasate nesistematic în cadrul a diferite regiuni

forestiere. După finalizarea ARNEWS sistemul de monitorizare a fost preluat de alte organisme aflate

în colaborare cu Serviciului Forestier Canadian cum ar fi Rețeaua Ecologică de Monitorizare și

Evaluare – EMAN (Tkacz et al., 2013).

Pe continentul asiatic, procesul de monitorizare forestieră se desfășoară în cadrul rețelei

EANET, compusă din 54 de suprafețe de supraveghere, dintre care 26 sunt atribuite monitorizării

stării de sănătate a pădurilor, iar restul de 28 stării solurilor. (Sase et al., 2013).

Evaluarea stării de sănatate a pădurilor Europei, efectuată în cadrul Proiectului FutMon

finanțat în perioada 2009 – 2011 prin Programul LIFE+ al Comisiei Europene, în 7 503 suprafețe de

monitorizare, pe un total de 145 323 de arbori, a fost cea mai amplă evaluare realizată vreodată în

cadrul rețelei pan-europene de nivel I (UN/ECE, 2011)

Conform rezultatelor recent prezentate de Institutul pentru Silvicultură Mondială (vTI), din

Germania (coordonatorul proiectului FutMon), în cadrul raportului tehnic din 2013 (UN/ECE, 2011),

starea de sănătate a pădurilor Europei nu a suferit modificări însemnate, rămânând practic

9

neschimbată în mai bine de trei sferturi din suprafețele de monitorizare permanentă. Astfel, din anul

2002 până în prezent, 19,5% din totalul arborilor evaluați au fost clasificați ca afectați sau dispăruți.

Stejarii mediteraneeni si cei central europeni au prezentat cele mai severe simptome de degradare în

ultimii 10 ani, iar pe de altă parte, pinul și molidul, fiind și cele mai răspândite specii, au demonstrat o

stare de sănătate stabilă în perioada ultimului deceniu.

În ceea ce privește creșterea arborilor și arboretelor, monitorizată în cadrul suprafețelor de

supraveghere intensivă (nivelul II) la nivel european, în scopul evidențierii efectelor negative ale

schimbărilor climatice și a depunerilor atmosferice asupra ecosistemelor forestiere au fost utilizate

pentru prima dată datele aferente măsurătorilor din anii 1994 și 1999 (de Vries et al., 2007; de Vries et

al., 2009; Laubhann et al., 2009). Noi evaluări au putut fi efectuate în baza datelor din anii 2008 și

2009, în prezent, aceste date fiind utilizate în proiecte cum ar fi “Efectele Poluării Atmosferice și a

Schimbărilor Climatice și Strategii de Răspuns asupra Ecosistemelor Europene - ECLAIRE”

(http://www.eclaire-fp7.eu), proiect internațional, finanțat de Uniunea Europeană (UE) în cadrul

Programului Cadru 7 (FP7) (Lorenz și Fischer, 2013).

Un element mai puțin analizat de cercetătorii din domeniul monitorigului forestier, dar cu o

importanță deosebită în ceea ce privește asigurarea funcționării pe termen lung a sistemului de

supraveghere forestieră la nivel european și mondial, îl reprezintă dinamica structurală a arboretelor

componente. Cunoașterea modului de organizare și funcționare a arboretelor precum și a

caracteristicilor structurale ale acestora joacă un rol extrem de important pentru menținerea unei

evoluții permanente a pădurilor pe baza aplicării unui sistem de gospodărire adecvat.

Cercetări asupra gradului de apropiere a distribuțiilor empirice de cele teoretice ale numărului

de arbori pe categorii de diametre din cadrul unor arborete naturale pure sau amestecate, aflate în

diferite stadii sau faze de dezvoltare, au fost prezentate în trecut în literatura de specialitate (Palahí et

al., 2007; Podlaski și Zasada, 2008). Astfel, pentru modelarea structurii arboretelor au fost elaborate

metodologii specifice pentru amestecuri de fag si larice de Pretzsch (1997), brad si fag de Podlaski

(2006, 2008, 2010) sau brad si molid de Zhang (2001). De asemenea, pentru arboretele de stejari și

stejari în amestec cu alte specii au fost elaborate mai multe studii asupra structurii si compoziției lor

precum si asupra metodelor de modelare statistica a acestora (Loewenstein et al., 2000; Gorgoso

Varela et al., 2008; Petritan et al., 2012).

3.2. Stadiul cunoștințelor pe plan național State of the art at national level

Monitorizarea și controlul calității stării pădurilor din țara noastră a fost asigurată inițial prin

metode indirecte și nonspecifice cum ar fi: elaborarea de inventare forestiere bazate pe informațiile

din amenajamente (1967, 1974, 1979, 1984), revizuirea planurilor de management (amenajamentele

10

forestiere) din zece în zece ani, înființarea unor baze de date din amenajamente şi de la ocoalele

silvice, existând posibilitatea reactualizării anuale, întreținerea unui sistem informațional bazat pe date

furnizate anual de către specialiştii silvici în mod operativ (SILV)..

În anul 1990, în urma rezultatelor obținute prin aplicarea experimentală a cercetărilor efectuate

în perioada 1983 – 1989 (Pătrășcoiu, 1985; Pătrăşcoiu, 1990; Pătrășcoiu și Badea, 1990), a fost

proiectată şi amplasată, la nivelul întregului fond forestier național, o rețea sistematică de sondaje

permanente cu o densitate de un sondaj la 400 ha (2 x 2 km) în pădurile din regiunile de câmpie şi

dealuri şi de un sondaj la 800 ha în regiunea de munte (2 x 4 km). Romania a aderat în anul 1990, cu

ocazia Conferinței Ministeriale de la Strasbourg, la Programul de Cooperare Internațională privind

evaluarea şi supravegherea efectelor poluării aerului asupra pădurilor (ICP-Forests) al Națiunilor

Unite pentru Europa – UN(ECE). In anul 1991 a fost proiectată și amplasată şi rețeaua transnațională

(16 x 16 km), cuprinzând aproximativ 247 sondaje permanente (Badea et al., 2011).

Sistemul de monitoring forestier din Romania a fost implementat în baza Ordinului

Adjunctului Ministrului Silviculturii nr. 96/1990, iar permanentizarea lui a fost asigurată prin decizia

nr. 82/1991 a Directorului General al Silviculturii. Dezvoltarea acestui sistem s-a realizat prin

“Regulamentul de organizare şi funcționare a sistemului de monitoring forestier din România”

aprobat în baza Ordinului nr. 249/1994 al Ministrului Apelor, Pădurilor şi Protecției și Mediului. De

asemenea, funcționarea şi dezvoltarea activității de monitoring forestier este susținută de Legea

Protecției Mediului nr. 137/1995, cu modificările și completările ulterioare, care cuprinde referiri la

activitatea de monitoring integrat al mediului dar şi de Legea nr. 46/2008 privind Codului Silvic.

Rezoluțiile Conferinței Ministeriale de la Strasbourg (1990) au stabilit principiile care au stat

la baza fundamentării sistemului de monitorinzare forestieră din Europa și implicit, din țara noastră..

Aşadar în România, ca și în majoritatea țărilor europene şi în concordanță cu obiectivele ICP-Forests

al UN/ECE, ale Schemei UE și ale Schemei Forest Focus, sistemul de supraveghere forestieră se

desfăşoară atât la Nivelul I (rețeaua națională şi transnațională) cât şi la Nivelul II (rețeaua de

supraveghere intensivă).

În calitate de membră a Programului ICP-Forests încă din anul 1990, țara noastră, a fost

invitată să participe la consorţiul multinaţional constituit pentru realizarea proiectului “Dezvoltarea şi

implementarea sistemului de monitoring forestier la nivelul Uniunii Europene” - „Further

development and implementation of an EU-Level Forest monitoring System (FutMon)”, în perioada

2009-2011 (Badea et al, 2010). Noua reţea, specifică proiectului FutMon, şi care a fost instalată în

anul 2010 în baza reţelei transnaţionale (16x16 km), deja existentă în ţara noastră încă din 1991,

cuprinde în prezent 261 de sondaje permanente (253 existente şi 8 sondaje noi, instalate în 2010) şi

este creată în scopul armonizării și integrării funcționale la scară mare (nivel european), a nivelului 1

de supraveghere, cu sistemele de Inventar Forestier Național (Badea et al., 2011).

11

Rețeaua de supraveghere intensivă (nivel II), amplasată între anii 1989-1992, în principalele

ecosisteme forestiere din țara noastră, a fost alcătuită inițial dintr-un număr de 13 suprafețe de

monitorizare și a corespuns ulterior metodologiei comune ICP-Forests. În cadrul acestei rețele s-a

urmărit încă de la început surprinderea evoluției stării de sănătate a arborilor și arboretelor, creșterii

acestora și a reacțiilor ecosistemelor forestiere la influența diferiților factori de stres etc.

În timp, datorită atingerii vârstei de exploatare a unor arborete cuprinse în cadrul acestor

suprafețe de supraveghere, numărul lor s-a redus din anul 1998 la 12.

În cele 12 suprafețe existente în prezent, se desfășoară evaluări anuale (defolierea și

decolorarea coroanelor arborilor) sau periodice (starea solurilor forestiere, creșteri prin carote luate cu

burghiul sau inventarieri succesive, compoziția chimică a frunzelor sau acelor), în patru dintre ele,

denumite core plot-uri , efectuându-se măsurători cu caracter permanent și continuu, urmărindu-se

astfel înregistrarea unor date precise în ceea ce privește extinderea și dezvoltarea numărului de

poluanți în corelație cu principalii parametrii de caracterizare ai ecosistemelor forestiere.

Efectul cumulat al poluării atmosferice cu anumiti factori biotici și abiotici asupra creșterii

arborilor și arboretelor (definită ca un indicator sintetic de caracterizare a stabilității, funcționalității și

productivității pădurii), este descris pentru prima dată în țara noastră în studii de cercetare complexe

efectuate la începutul anilor ’90 (Pătrăşcoiu, 1990; Badea și Pătrăşcoiu, 1993; Badea, 1999). Aceste

cercetări constituind baza viitoarelor studii asupra stării solurilor forestiere, conținutului chimic al

frunzelor și acelor, depunerilor atmosferice etc.

Valorile creșterilor medii în diametru și în suprafața de bază, ale arborilor comuni, rezultate în

urma inventarierilor succesive începând cu anul 1991 și cu o periodicitate de cinci ani, prezintă o

tendință descrescătoare odată cu creșterea intensității de vătămare, respectiv procentul de defoliere al

coroanelor (Badea, 1998; Badea și Tănase, 2004), aceste cercetări fiind completate cu rezultate

asupra pierderilor de creștere radială, în suprafața de bază și în volum. Cercetările efectuate ulterior au

fundamentat aceste legități precum și metodologiile de lucru aplicate (Badea și Neagu, 2007); (Badea

et al., 2011).

În vederea monitorizării cât mai intense și în conformitate cu cerințele organismelor

internaționale de profil, a stării ecosistemelor forestiere din țara noastră, s-au înființat și dezvoltat în

ultimii ani, prin proiecte realizate în cadrul Institutului de Cercetări și Amenajări Silvice și alte rețele

integrate de monitorizare forestieră cum ar fi rețeaua LTER Bucegi-Piatra Craiului (Badea, 2013),

LTER Retezat (Silaghi, 2013), rețeaua dendrocronologică RODENDRONET (Popa și Sidor, 2011)

(Fig.3.6 a) și rețeaua de monitoring auxologic (Popa și Neagu, 2013) (Fig.3.6 b), retele care prin

datele furnizate completează și fundamentează cercetările privind acțiunea principalilor factori

perturbatori asupra pădurilor, în special asupra stării de sănătate și creșterii acestora.

12

4. METODA ȘI MATERIALUL DE CERCETARE

RESEARCH MATERIAL AND METHOD

4.1. Localizarea cercetărilor Research location

În vederea actualizării, perfecționării și definitivării fundamentării dendrometrice și auxologice

a sistemului românesc de monitorizare forestieră intensivă, în apropierea arboretelor reprezentative

selectate, existente în prezent, au fost identificate arborete similare cu acestea, din punct de vedere al

speciei principale, provenienței, vârstei, clasei de producție, condițiilor staționale și de vegetație etc.,

obținându-se astfel rețeaua extinsă de monitorizare forestieră intensivă de nivel II. (Fig. 4.1).

Rețeaua de supraveghere intensivă (standard) și deci și cea extinsă este situată în apropierea

unor stații ale Administrației Naționale de Meteorologie (ANM) și în zone care, la nivelul anilor 1990,

erau supuse acțiunii poluării de fond (SSI-urile Predeal – molid, Rarău – molid, Stâna de Vale – molid

și Fundata – fag) și poluării de impact (SSI-urile Giurgiu – cer, Videle – cer, Videle - gârniță,

Ștefănești – stejar, Ploiești – stejar, Câmpina – gorun, Sinaia – fag).

Așadar, cercetările efectuate cu ocazia elaborării tezei de doctorat s-au desfășurat în arborete

asemănătoare (similare), celor în care sunt amplasate suprafețele de supraveghere din rețeaua de

monitorizare forestieră intensivă (nivelul II) existentă (standard) până în anul 2012, situate în imediata

vecinătate a acestora.

Fig. 4.1. Reţeaua extinsă de monitorizare forestieră intensivă (nivel II)

Romanian extended level II monitoring network Elementele de identificare ale suprafețelor de supraveghere intensivă din rețeaua extinsă

(SESI) (nivelul II) sunt asemănătoare celor specifice rețelei existente (Tabelul 4.1).

13

Tabelul 4.1 Caracteristici generale ale suprafeţelor retelei extinse de monitorizare forestieră intensivă (nivel II)

General caracteristics of extended intensive forest monitoring network (level II)

Nr.

SESI

Denumirea

SESI

Coordonate geografice Altitudinea

(m)

Tip

staţiune

Tip

pădure

Expo-

ziţie

Consis-

tenţa Vârsta CLP OS

UP

u.a. Latitudine Longitudine

1. Giurgiu-cer +440430 +260347 90 9320 7131 plană 0,7 51 III Giurgiu IV 117A

2. Videle-cer +441843 +253657 100 8312 7322 plană 0,8 56 III Slăvești V 402A

3. Videle-gârniţă +441824 +253654 100 8312 7322 plană 0,6 56 III Slăvești V 394A

4. Stefăneşti-stejar +443039 +261039 86 8430 6222 plană 0,8 61 III Ștefănești I 9B

5. Ploieşti-stejar +445435 +260613 150 8513 6223 plană 0,8 45 III Ploiești VI 48A

6. Câmpina-gorun +450625 +254246 520 5142 5121 N 0,8 62 II Câmpina I 20D

7. Sinaia-fag +452108 +253320 820 4420 4131 V 0,8 140 III Sinaia X 53A

8. Predeal-molid +453025 +253524 1185 3322 1231 E 0,7 95 II Brașov X 61C

9. Rarău-molid +472653 +253352 1400 2322 1114 N 0,8 67 III Pojorâta I 94N

10. Fundata-fag +452557 +251612 1300 3322 4141 S 0,9 50 III Rucăr VI 124C

11. Stâna de Vale.-molid +464134 +223715 1150 3333 1111 S 0,6 148 III Remeți V 14A

12. Mihăeşti-gorun +450142 +245945 500 5132 5131 SV 0,9 62 III Mihăești I 175B

14

4.2. Metodologia de cercetare

Research methodology

În cadrul arboretelor selectate, similare celor existente în rețeaua standard de monitorizare

forestieră la nivelul II s-au amplasat noi suprafețe de supraveghere intensivă de formă pătrată

(100x100 m) cu mărimea de 1ha (Fig. 4.2 b), în care au fost inventariați toți arborii cu diamentrul de

bază (d1,3) mai mare de 80 mm. Cu această ocazie s-a măsurat diametrul de bază al arborilor,

înălțimile acestora (pentru o colectivitate de selectie reprezentativă), clasa de calitate, clasa

pozițională și starea de sănătate după defolierea coroanelor arborilor. Diametrele au fost măsurate cu

panglica gradată în milimetri, în partea dinspre amonte în cazul terenurilor înclinate iar înalțimile, cu

hipsometrul cu ultrasunete (Vertex IV), clasa de calitate (I-IV) în raport cu proporția lemnului de

lucru din înalțimea totală a arborelui, iar poziția cenotică în raport cu sistemele de clasificare

existente, specifice arboretelor echiene și respectiv pluriene (Badea, 2008; 2013).

Starea de sănătate a arborilor (defolierea și decolorarea coroanelor) a fost estimată prin

apreciere vizuală, în lunile iulie-august, iar pentru analiză au fost selectați arborii situaţi în clasele I, II

şi III Kraft (predominant, dominant şi codominant) sau cei din etajul superior (în cazul arboretelor

relativ pluriene și pluriene), conform metodologiei cuprinse în Manualul ICP Forests (Eichhorn et al.,

2010)

Intensitatea vătămării arborilor este indicată prin intermediul proporției părții afectate a

arborelui și s-a apreciat în raport cu natura cauzelor și gradul de afectare ale părților componente

(Eichhorn et al., 2010; Neagu et al., 2011; Popescu și Badea, 2013)

Fiecărui arbore inventariat i s-a atribuit un număr de ordine, marcat cu vopsea, în vederea

identificării și asigurării comparabilității datelor obținute cu ocazia evaluărilor și măsurătorilor

periodice ulterioare.

În anul 2011, s-a efectuat în mod similar inventarierea tuturor arboretelor din cadrul rețelelor

existente (standard) de supraveghere intensivă (Nivelul II),(Badea et al., 2011), informațiile obținute

fiind utilizate în vederea armonizării și comparării caracteristicilor structurale și auxologice dintre cele

două rețele de monitorizare forestieră intensivă, cea existentă (standard) și cea extinsă, nou instalată

ale căror suprafețe de supraveghere sunt diferite ca formă și mărime (Fig. 4.2).

Suprafața de supraveghere intensivă existentă (SSI) cuprinde cinci suprafețe de probă

permanente de formă circulară cu raza R=12,62 m și mărimea de 500 m2 , patru dintre ele dispuse în

cruce pe direcția punctelor cardinale N, S, E și V și una în centrul suprafeței, distanța dintre centrele

lor fiind de 30 m.

15

Fig. 4.2 – Schemele suprafețelor de supraveghere intensivă: (a) – SSI - suprafață de supraveghere intensivă din

rețeaua existentă (standard); (b) – SESI - suprafață extinsă de supraveghere intensivă. Design of intensive monitoring plots: (a) – SSI – intensive monitoring plot form exisiting network (standard);

(b) – SESI – extended intensive monitoring plot Din cele 12 suprafețe de supraveghere intensivă existentă (standard), în anul 2010, au fost

selectate și analizate corespunzător conform obiectivelor și activiților stabilite prin proiectul

multinațional FutMon (Badea et al., 2011), de la acea dată, patru suprafețe de supraveghere

reprezentative, denumite core plots. În aceste suprafețe se desfășoară cercetări speciale privind,

biodiversitatea ecosistemelor forestiere, creșterea permanentă și continuă a diametrelor arborilor,

starea de sănătate, starea solurilor forestiere și disponibilitatea pentru apă a acestora, nivelul de

nutriție al arborilor, calitatea depunerilor și a soluției solurilor, calitatea aerului, parametrii climatici

etc.

Informațiile înregistate în teren au fost integrate într-o bază de date specifică prin intermediul

unor fișiere structurate electronic, corectarea şi validarea lor efectuându-se în două etape: prima

concomitent cu introducerea acestora, prin prevenirea introducerii unor informaţii invalide; a doua,

prin aplicarea unor algoritmi şi reguli de validare impuse de metodologia comună adoptată referitoare

la structura bazei de date și legăturile dintre informațiile înregistrate.

Informaţiile de teren obţinute, cu ocazia lucrărilor de inventariere a arborilor din cuprinsul

suprafeţelor extinse de supraveghere intensivă (SESI), au fost validate si prelucrate utilizând

programele de prelucrare statistică SPSS, Microsoft Excel, EasyFit și R.

Prelevarea probelor de creștere radială s-a realizat cu burghiul Presler, la înălțimea de 1,30 m

de la sol, succesiv pe direcția punctelor cardinale (N, E, S, V), de la un lot reprezentativ de arbori

nedoborâți (30-40), din specia principală și din fiecare categorie de diametre (Badea et al., 2008),

existenți în cuprinsul unei benzi de 10 m situată în exteriorul fiecărei laturi a suprafețelor de probă

permanente nou amplasate (SESI).

16

Pentru analiza și caracterizarea structurii arboretelor inventariate au fost luate în

considerare doar speciile principale preponderente, aferente fiecărei suprafețe extinse de supraveghere

intensivă (Nivel II), modelarea statistică realizându-se cu ajutorul metodelor specifice (Giurgiu,

1979). Pentru ajustarea distribuţiei experimentale, în literatura de specialitate au fost propuse o

varietate de legi teoretice de distribuţie, cum ar fi distribuţii de tip Gamma, Weibull sau normală,

alegerea unui tip de funcţie fiind determinată în special de gradul de flexibilitate al acesteia.

În cazurile arboretelor destructurate unde distribuțiile experimentale ale numărului de arbori pe

categorii de diametre nu au putut fi caracterizate prin funcțiile teoretice de frecvență prezentate

anterior, ajustarea acestora s-a realizat prin combinarea a două funcții de tip Weibull și respectiv, a

două funcții de tip Gamma.

Testarea semnificației diferențelor dintre distribuțiile experimentale și cele teoretice (în cazul

distribuțiilor unimodale) s-a realizat utilizând testul statistic de conformitate Kolmogorov – Smirnov

(KS) (Stephens, 1979). În cazul arboretelor cu structură nedefinită (destructurate), pentru a determina dacă o probă

(distribuție experimentală) provine dintr-o populație distribuită după o funcție teoretică specifică a

fost utilizat raportul de probabilitate χ2 .

Pentru prelucrarea statistică a datelor au fost utilizate pachetele de lucru fitdistrplus (Delignette-

Muller et al., 2014) și mixdist (Macdonald și Du, 2004) ale programului informatic R.

Pentru determinarea volumului arboretelor cuprinse în cadrul fiecărei suprafeţe extinse de

supraveghere intensivă (SESI) s-a procedat la însumarea volumelor tuturor arborilor componenți

inventariaţi, determinate prin aplicarea ecuaţiei de regresie dublu logaritmice de forma (Giurgiu,

1979):

logv = b0 + b1logd + b2log2d +b3logh + b4log2h (4.7)

unde: v reprezintă volumul unui arbore (m3); d – diametrul de bază (cm); h – înălţimea arborelui (m);

b0 ... b4 – coeficienţii ecuaţiei de regresie, corespunzători fiecărei specii (Giurgiu et al., 2004). Cu ocazia lucrărilor de teren, pentru fiecare arbore existent în cuprinsul suprafeţelor de

supraveghere extinse (SESI) a fost măsurat diametrul de bază, iar înălţimile, pentru o colectivitate

reprezentativă de arbori, din cadrul arboretului și speciei principale din cuprinsul acestuia. În acest

sens, pentru fiecare categorie de diametre s-au măsurat înălţimi la 2-3 arbori, permiţând astfel, trasarea

curbei înălţimilor pentru speciile principale din cadrul fiecărei SESI, apelând la ecuația de regresie

(Giurgiu și Decei, 1997):

210ln

adaah += (4.8)

17

unde: h reprezintă înălțimea estimată a arborelui (m); a0, a1, a2 – coeficienți de regresie calculați conform metodologiei de mai jos. Construirea curbei înălțimilor, pe baza datelor experimentale (diametre, înălțimi),

corespunzătoare colectivităţilor de arbori ale căror înălțimi au fost măsurate s-a realizat conform

procedeului descris de V.Giurgiu (Badea et al., 2008; Badea și Neagu, 2013).

Ecuaţiile de regresie, stabilite pentru speciile principale ale fiecărei suprafete de supraveghere

extinsă (SESI), au servit la trasarea curbelor înălţimilor compensate în raport cu diametrul arborilor şi

ulterior la determinarea înălţimilor corespunzătoare arborilor distribuiţi pe categorii de diametre (din 2

în 2 cm).

Etapa următoare, a constat în determinarea, cu ajutorul ecuaţiei dublu logaritmice, a

volumelor arborilor pe categorii de diametre (vi) pentru fiecare din speciile principale, iar apoi la

calculul volumului întregului arboret din cuprinsul fiecărei SESI.

În mod similar au fost determinate și volumele arborilor din suprafețele de supraveghere

intensivă (SSI) existente (standard). Pentru determinarea creşterii în volum a arboretelor respective s-a utilizat, în cazul

suprafețelor extinse de supraveghere intensivă, procedeul bazat pe o singură inventariere şi pe probe

de creştere radială extrase de la arbori nedoborâţi, iar pentru suprafețele de supraveghere intensivă

deja existente (standard), unde au fost efectuate reinventarieri periodice ale arboretelor cercetate (o

dată la cinci ani), s-a aplicat procedeul inventarierilor succesive, dar și procedeul utilizat în cadrul

SESI-urilor, utilizându-se aceleași probe de creștere radială, în ipoteza că arborii respectivi sunt

reprezentativi și pentru suprafețele de supraveghere intensivă existente (SSI).

Procedeul utilizat în cazul suprafetelor de supraveghere extinse SESI, presupune determinarea

creşterii curente în volum pe categorii de diametre (iv) în funcţie de procentul creşterii în volum (piv),

stabilit în raport cu creşterile radiale, coeficientul creşterii în înălţime redusă (λ) şi lungimea perioadei

luate în considerare (n = 10 ani), dar şi în funcție de volumul arborilor pe categorii de diametre (v)

(Badea et al., 2008)

Măsurarea și interpretarea informațiilor privind lățimea inelelor anuale s-a efectuat cu ajutorul

digital-pozițiometrului Lintab-5, instrument modern ce permite citirea inelelor anuale cu o precizie

ridicată (10-6m) (Rinntech, 2005), asistat de un computer de tip PC și pachetul de programe

informatice TSAP-Win cu ajutorul caruia s-a realizat și interdatarea seriilor de creștere rezultate,

utilizându-se metoda comparării grafice a seriilor de creștere radială individuale cu seria de creștere

medie. În urma măsuratorilor efectuate au rezultat valori individuale ce au putut fi salvate în format

Tucson (*.rwl*.*), matrice (ASCII) (*.txt*.*) sau Excel CSV (comma separated value)

(*.zls,*csv,*txt) (Popa, 2004).

18

Corectarea și validarea datelor citite pe carotele de creștere s-a realizat cu ajutorul programului

COFECHA (Holmes, 1983; Cook et al., 1997), iar eliminarea influenței vârstei asupra creșterii

precum și obținerea indicilor de creștere standardizați prin programul ASTRANwin (Cook și Krusic,

2006). În vederea evidențierii informatiei climatice din seriile dendrocronologice si a eliminării

semnalelor non-climatice, toate seriile de creștere individuale au fost standardizate, realizându-se

astfel o transformare a seriei de creștere nestaționară, într-o serie de indici staționară cu medie 1 și

varianță relativ constantă (Popa, 2004). Eliminarea influenței vârstei s-a realizat aplicând o funcție

spline cubică cu o periodicitate egală cu 67% din lungimea seriei (Cook și Kairiukstis, 1990).

Analiza statistică a gradului de asociere a indicilor de creștere radială cu parametri climatici s-

a realizat prin intermediul coeficienților de corelație de tip Pearson (Fritts, 1976). Calculele statistice

au fost efectuate în mod automat cu ajutorul programului informatic DENDROCLIM 2002 (Biondi și

Waikul, 2004), aplicație ce redă gradul de semnificație statistică apelând la o metodă de tip

“bootstrap”, ce presupune generarea prin repetiție a unui număr suficient de mare de seturi de date.

Valoarea medie a tuturor repetițiilor reprezintă valoarea finală a coeficientului de corelație (Sidor,

2011).

Procentul creşterii în volum, s-a stabilit conform metodologiei de lucru specifice (Badea et.al.,

2008), pornindu-se de la valorile medii ale creşterilor radiale măsurate pe carote de creştere prelevate

de la arborii din specia principală pe categorii de diametre.

Creşterea în volum (Iv) la nivelul fiecărei suprafețe de supraveghere extinse (SESI), pentru

întreaga perioadă de 10 ani luată în considerare (2002 - 2012) s-a obţinut prin însumarea creşterilor

înregistrate de arborii corespunzători fiecărei categorii de diametre (iv). Media creşterilor anuale (Iva)

a rezultat prin împărţirea Iv la numărul anilor din perioada respectivă (10 ani).

În mod analog, s-au determinat creşterile periodice în volum, mediile creşterilor anuale şi

valorile acestora la ha, atât pentru principalele specii din cadrul SESI cât şi pe principalele grupe de

clase de defoliere (0-1 şi 2-3) în care arborii au fost încadrați odată cu efectuarea inventarierii şi

evaluării stării de sănătate a arborilor.

Procedeul aplicat suprafețelor de supraveghere intensivă (SSI) existente (nivelul II) în vederea

stabilirii creșterilor în volum, se bazează pe inventarieri succesive, respectiv pe datele obținute la

nivelul anilor 2001 și 2011(Giurgiu, 1979; Leahu, 1994).

Determinarea volumelor V2011, VE, V2001 şi VS s-a realizat conform aceleiași metodologii

utilizate și în cazul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă SESI.

Măsurarea continuă a variațiilor creșterilor radiale necesită utilizarea unor instrumente de

înaltă precizie. Astfel, utilizarea dendroauxografelor cu înregistrare automată constituie una dintre

cele mai directe și precise metode de monitorizare a variației diurne a diametrelor arborilor.

19

Monitorizarea continuă a proceselor de creștere radială s-a realizat cu senzori tip ICAS (Popa,

2014) obținuți prin adaptarea unui senzor de deplasare liniară model RS 317-780 (Fig. 4.3 c). Data

logger-ul este model HOBO U12-008 (http://www.onsetcomp.com) (Fig. 4.3 b) care asigură o

comunicare prin conector stereo fiind adaptat funcţionării în condiţii extreme specifice domeniului

forestier. Pentru măsurarea umidităţii şi temperaturii aerului s-au utilizat senzori HOBO de tip U23-

001 având limitele de măsurare între -40 şi 70 °C (±0.18 °C) şi umiditatea de 0 la 100 % (±2.5 %).

Monitorizarea temperaturii solului s-a realizat cu senzor de tipul UTBI-001. Ţinând cont de

obiectivele avute în vedere şi caracteristicile senzorilor s-a stabilit ca intervalul de măsurare să fie de

60 minute.

Fig. 4.3. Dendroauxografe și senzori utilizați în cadrul sistemului de monitorizare a variațiilor creșterilor

radiale (a – sistem instalat în cadrul SESI Mihaești – gorun; b – datalogger Hobbo; c – senzor deplasare liniară; d – senzori de temperatură și umiditate) .

Point dendrometer and sensors used in radial growth monitoring system (a – sistem installe in SESI Mihaesti – gorun; b – datalogger Hobbo; c – liniar sensor; d – temperature and relative humidity sensors

Prelucrarea statistică și analiza datelor privind variația dimensiunilor trunchiului a vizat

perioada de vegetație, respectiv 01.04.2013-31.08.2013. Volumul foarte mare de date brute obţinute

(peste 500.000 de înregistrări) a impus adoptarea unui sistem de prelucrare şi analiză statistică

specific. Astfel, toate prelucrările şi analizele statistice s-au realizat în programul SAS prin

programarea de module specifice. (Popa, 2014)

Toate datele au fost supuse unei analize detaliate în vederea eliminării valorilor aberante şi a

erorilor de înregistrare. Ca urmare a sensibilităţii ridicate a senzorilor de deplasare liniară utilizaţi şi

pentru obţinerea unor serii de timp omogene, datele brute au fost ajustate prin aplicarea unei funcţii

spline cu perioadă de variaţie de 12 ore.

20

În vederea separării efectelor induse de variația zilnică de umiditate la nivelul țesuturilor

externe ale trunchiului (scoarță), respectiv de hidratare și deshidratare, s-a aplicat metoda diferențelor

zilnice succesive dintre valorile maxime (Popa, 2014).

Măsurarea permanentă a variației diametrelor arborilor prin intermediul benzilor

dendrometrice cu citire manuală s-a efectuat în cadrul suprafețelor (core plot) de supraveghere

intensivă (SSI) Stefanesti – stejar, Predeal – molid, Fundata – fag, și Mihaesti – gorun, unde au fost

instalate încă din anul 2010, un număr de 60 de benzi dendrometrice permanente cu citire manuală.

Acestea au fost distribuite pentru 15 arbori din specia principală a fiecărei SSI, pe diferite categorii de

diametre, câte trei arbori în fiecare din cele cinci suprafețe de probă permanente (SPP) aferente SSI-

urilor respective (Fig. 4.4)

Fig 4.4. Benzi dendrometrice permanente cu citire manuală.

Manual reading permanent dendromenter bands

Unitatea de masură a benzilor dendrometrice permanente utilizate este π/1(cm), oferind astfel

direct valoarea diametrului trunchiului, precizia de citire fiind de 0,05 πcm, operatorul având totuși

posibilitatea de a efectua o citire de pană la 0,01 πcm cu ajutorul unei scări vernier suplimentară

(UMS-GmbH, 2005).

Înregistrările variaţiei diametrelor au fost citite bilunar şi înscrise în formulare tipizate, iar pe

baza informaţiilor au putut fi obţinute rezultate cu privire la creşterea anuală în diametru și în diferite

perioade ale sezonului de vegetaţie, în strânsă corelaţie cu calitatea factorilor biotici şi abiotici

precum și acțiunii acestora asupra stării arborilor.

Valorile citirilor bilunare aferente perioadelor aprilie-septembrie ale anilor 2012-2013 au fost

prelucrate în programul informatic Microsoft Excel, fiind astfel identificate și evidențiate grafic

perioada de început a formării inelului anual, dinamica intensității ritmului de creștere, precum și

perioada de sfârșit a sezonului de vegetație.

21

5. REZULTATE OBȚINUTE RESULTS

5.1. Analiza structurii arboretelor din rețeaua extinsă de monitorizare forestieră intensivă – Nivel II Stand structure analysis in extended intensive monitoring network – Level II

5.1.1. Structura arboretelor în raport cu diametrul arborilor Stand structure based on tree DBH

Pentru caracterizarea modului de organizare structurală a arboretelor cercetate, au fost utilizate

metode si modele clasice de analiză statistică a distribuţiilor principalelor caracteristici biometrice ale

acestora.

Distribuțiile experimentale și teoretice ale numărului de arbori pe categorii de diametre,

reprezintă indicatorul structural central al metodelor bazate pe analiza cantitativă şi calitativă a

parametrilor biometrici ai ecosistemelor forestiere. Obținerea acestor distribuții s-a realizat pe baza

informațiilor culese cu ocazia inventarierilor efectuate în suprafetele extinse de monitorizare forestieră

intensivă (SESI) din anul 2012, arboretele respective dovedind caracteristici diferite din punct de

vedere structural, putându-se diferenția arborete relativ echiene, echiene, relativ pluriene și chiar

pluriene. Analizând valorile coeficienților de variație (s%) ai diametrelor arborilor din suprafețele

extinse de supraveghere intensivă (Tabelul 5.1) se poate observa o variabilitate ridicată a arboretelor

amplasate în SESI Sinaia-fag (73%) și Stâna de Vale – molid (50%), cele mai omogene arborete

(coeficienți de variație cei mai reduși) fiind înregistrați în SESI Videle – gârniță (18%), Câmpina –

gorun (19%), Predeal – molid (20%) și Ploiești – stejar, Stefănești – stejar și Mihăești – gorun (21%).

Valori medii ale coeficienților de variație s-au înregistrat în SESI Fundata – fag (35%) precum și

Giurgiu – cer și Rarău – molid (37%).

În cazul arboretelor din suprafețele de supraveghere intensivă extinsă (SESI) Giurgiu-cer,

Videle-gârniţă, Stefăneşti-stejar, Ploieşti-stejar, Câmpina-gorun, și Rarău-molid, distribuția numărului

de arbori pe categorii de diametre este tipică arboretelor relativ-echiene și echiene, acestea prezentând

asimetrii pozitive de stânga (figurile 5.1. a-f). Prelungirea ramurii drepte a curbei de frecvente are

explicații ecologice, pornind de la relațiile interspecifice, conform cărora, arborii viguroși de mari

dimensiuni și cu o frecvență mai mică, ocupă treptat poziții din ce în ce mai favorabile unor creșteri

nestingherite, prin formarea unor coroane dezvoltate și eficiente sub raportul acumulărilor de biomasă

lemnoasă, rezultatul acestui proces de competiție naturală fiind stânjenirea și chiar eliminarea în timp

a unui număr mare de exemplare din categoriile inferioare celor favorizați pozițional (Giurgiu, 1979).

22

Fig. 5.1. Ajustarea distribuțiilor experimentale unimodale ale numărului de arbori pe categorii de diametre cu ajutorul funcțiilor Weibull, Gamma și normală.

Fitting experimental DBH unimodal distributions using Weibull, Gamma and normal functions.

În cazul arboretului Videle – cer (figurile 5.2 a) se observă frecvențe mari ale numărului de

arbori în jurul diametrului mediu (24 cm) și o scădere bruscă a acestora în categoriile imediat

următoare (30-32 cm) fapt ce explică existența unui arboret cu structură nedefinită, a cărui distribuție

a numărului de arbori pe categorii de diametre nu poate fi ajustată cu nici una din funcțiile de

frecvență cunoscute, fiind astfel necesară combinarea a două funcții de tip Weibull (Fig. 5.2 a) și

respectiv, a două funcții de tip Gamma. Valoarea raportului de probabilitate, calculat cu ajutorul

criteriului χ2, indică faptul că frecvențele teoretice rezultate în urma aplicării ambelor funcții mixte nu

diferă semnificativ de cele experimentale (Tabelul 5.3). Deci, se poate afirma faptul că această

modalitate de utilizare a mixturii de funcţii Weibull şi Gamma s-a dovedit potrivită în ajustarea

distribuţiilor experimentale.

23

Fig 5.2. Ajustarea distribuțiilor experimentale cu ajutorul funcțiilor mixte Weibull și Gamma.

Fitting experimental DBH distributions using two-component Weibull and Gamma models

În cazul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă (SESI) Sinaia-fag și Stâna de Vale -

molid (figurile 5.2 c și j) se observă o mare variabilitate structurală din punct de vedere al distribuției

arborilor în raport cu diametrul lor, fapt evidențiat și de valoarea relativ ridicată a coeficientului de

variație al acestora (73% și respectiv 50%). Aceste caracteristici sunt specifice structurilor relativ

pluriene și pluriene, sau unor arborete destructurate din cauza acțiunii unor factori de stres (doborâturi

și rupturi produse de vânt și zăpadă, intervenții silviculturale necorespunzătoare, incendii etc.) unde

distribuțiile numărului de arbori pe categorii de diametre nu pot urma, din punct de vedere statistic,

formele teoretice ale funcțiilor de ajustare unimodale. Astfel s-a considerat necesar, ca și în cazul

arboretului Videle – cer (cu structură nedefinită), să se încerce utilizarea unor modele mixte realizate

cu ajutorul funcțiilor Weibull sau Gamma, dovedindu-se corespunzătoare din punct de vedere statistic,

chiar dacă din diverse cauze structura relativ plurienă sau plurienă nu este evidentă.

Curba frecvențelor, rezultată în urma reprezentării grafice a diametrelor din suprafața de

supraveghere Fundata – fag (Fig. 5.2 h), prezintă caracteristicile unei distribuții cu variații mari ale

numărului de arbori pe categorii de diametre (bimodale). Prezența celor două maxime ale curbei de

frecvențe, ar putea fi explicată prin existența a două generații de arbori diferite ca vârstă. Acest

fenomen apare şi în cazul arboretelor parcurse cu lucrări de transformare spre structuri grădinărite, sau

arborete afectate de diverși factori de stres naturali sau antropici (căderi de zăpadă, doborâtori de vânt,

tăieri necorespunzătoare). În cazul SESI Fundata – fag, arboretul se află într-o fază de realizare a

structurii regulate cu o distribuție unimodală specifică arboretelor echiene sau relativ echiene, din

cauza influenței diverșilor factori naturali și antropici, fapt ce explică dificultatea cu care se poate

realiza modelarea distribuțiilor experimentale cu o ajutorul unei funcții clasice de ajustare.

Analizând rezultatele testului statistic Kolmogorov-Smirnov (Tabelul 5.2), aplicat în vederea

verificării nivelului de ajustare a funcțiilor teoretice aplicate, s-a constatat ca funcția Gamma se

24

dovedeşte cea mai potrivită pentru ajustarea distribuțiilor numărului de arbori pe categorii de

diametre. Rezultate mai putin bune au fost înregistrate în cazul aplicării funcției Weibull, valorile

experimentale rezultate, fiind mai mari decât cele teoretice în cazul SESI-urilor Ștefănești – stejar,

Câmpina – gorun și Mihăești – gorun.

Potrivit criteriului χ2 , aplicat în cazul distribuțiilor ajustate cu ajutorul fucțiilor mixte (Weibull

și Gamma), cele mai bune rezultate au fost înregistrate în cazul SESI-urilor Stâna de Vale – molid,

Videle – cer și Predeal – molid, unde frecvențele teoretice ale ambelor funcții utilizate nu diferă

semnificativ de cele experimentale (p > 0,05) (Tabelul 5.3). Distribuțiile numărului de arbori pe

categorii de diametre din cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă Sinaia – fag și Fundata

– fag, nu au putut fi ajustate decât cu funcția mixtă teoretică de frecvență Gamma, aplicarea funcției

mixte Weibull dovedindu-se de această dată nepotrivită (p < 0,05).

Tabelul 5.2

Rezultatele testului statistic Kolmogorov-Smirnov aplicat în cazul distribuțiilor unimodale.

Experimental and theoretical values of the Kolmogorov Smirnov goodness-of-fit test.

DenumirePlot Funcția D experimental D teoretic

Giurgiu-cer Weibull 0.05554

0.0661 Gamma 0.05485 Normala 0.07568

Videle-gârniţă Weibull 0.06074

0.0674 Gamma 0.02944 Normala 0.05041

Stefăneşti-stejar Weibull 0.0958

0.08729 Gamma 0.06453 Normala 0.08922

Ploieşti-stejar Weibull 0.059921

0.06311 Gamma 0.04274 Normala 0.03507

Câmpina-gorun Weibull 0.100865

0.1001 Gamma 0.0808 Normala 0.067431

Rarău-molid Weibull 0.03157

0.0629 Gamma 0.067601 Normala 0.038265

Mihăeşti-gorun Weibull 0.082726

0.0755 Gamma 0.066248

Normala 0.062716 Notă: În cazul valorilor D experimentale evidențiate ipoteza nulă este respinsă.

25

Tabelul 5.3 Rezultatele testului statistic χ2 aplicat în cazul distribuțiilor ajustate cu ajutorul fucțiilor mixte.

The chi-squared test (χ2) results for the mixed models

Denumire Plot Funcția f χ2 p

Videle – cer Weibull 18 26.549 0.0879 Gamma 18 24.119 0.1512

Predeal – molid Weibull 27 31.541 0.2495 Gamma 27 37.517 0.0859

Sinaia - fag Weibull 49 73.909 0.0123 Gamma 49 63.251 0.0830

Fundata - fag Weibull 12 33.991 0.0007 Gamma 12 13.177 0.4342

Stâna de Vale - molid

Weibull 17 24.031 0,1186 Gamma 17 23.632 0.1298

Pentru analiza relației diametru – înălțime, pe baza informațiilor de teren referitoare la

înălțimile măsurate la colectivități reprezentative de arbori din cadrul suprafețelor extinse de

supraveghere intensivă SESI au fost construite câmpurile de corelație privind legătura dintre diametre

și înălțimi, constatându-se o creștere a înălțimii de la categoriile de diametre inferioare spre cele

superioare până la anumite valori, cand această tendință se estompează chiar dacă diametrele continuă

să crească (Fig. 5.3)

Fig. 5.3. Câmpul de corelație și curbele înălțimilor compensate pentru unele arborete din rețeaua extinsă de supraveghere intensivă.

Height curves calculated for some of the extended level II monitoring plots .

Intensitatea corelației dintre cele două caracteristici dendrometrice a fost exprimată prin

coeficientul de corelație r , legătura corelativă dintre acestea fiind de formă curbilinie (Tabelul

5.4). Pentru arboretele mai vârstnice se constată că valorile coeficienților de corelație sunt mai

reduse, situație întâlnită și în cazul celor rărite și alcătuite din specii de lumină.

26

Tabelul 5.4

Valorile coeficienților de corelație (r) și ale rapoartelor de corelație (r2) dintre diametrele arborilor și înălțimea lor.

Correlațion coefficients between trees diameters and their height.

SESI r r2 SESI r r2

Giurgiu-cer 0,799 0,857 Sinaia-fag 0,848 0,859

Videle-cer 0,717 0,773 Predeal-molid 0,934 0,973

Videle-gârnită 0,960 0,967 Rarău-molid 0,768 0,814

Ștefănești-stejar 0,669 0,701 Fundata-fag 0,855 0,896

Ploiești - stejar 0,856 0,891 Stâna de Vale-molid 0,955 0,958

Câmpina-gorun 0,730 0,788 Mihăești-gorun 0,826 0,892

5.1.2. Distribuția numărului de arbori pe clase de creștere în diametru Tree distribution in relation to DBH growth classes

În vederea caracterizării structurii arboretelor în raport cu creșterea în diametru a arborilor din

cadrul suprafețelor extinse de monitorizare forestieră intensiva (SESI), s-a procedat la o stratificare a

valorilor pe clase de cresteri în diametru. În majoritatea cazurilor analizate, s-a putut observa o

puternică asemănare cu distribuțiile numărului de arbori pe categorii de diametre, reprezentările

grafice ale distribuției numărului de arbori pe clase de creșteri în diametru prezentând o asimetrie

pozitivă de stânga, mai mult sau mai putin accentuată, și o prelungire a curbei de frecvențe către

valorile maxime înregistrate (Fig 5.4).

27

Fig. 5.4. Repatiția arborilor din suprafețele extinse de supraveghere intensivă în raport cu creșterea în diametru.

Diameter growth experimental distibutions of trees in extended level II monitoring plots

În cazul arboretelor echiene sau relativ echiene din cadrul SESI-urilor Giurgiu – cer, Videle –

gârniță, Ștefănești – stejar, Câmpina – gorun, sau Mihăești - gorun distribuțiile prezintă o asimetrie de

stânga, iar pentru cele relativ pluriene, pluriene sau cu structură nedefinită (destructurate) (SESI

Sinaia – fag și Stâna de Vale – molid) curbele sunt descrescăroare (Giurgiu, 1979). În cazul SESI

Ploiești – stejar, și Predeal – molid se constată o frecvență relativ ridicată a numărului de arbori cu

creșteri în diametru apreciabile (medii spre mari) și frecvențe reduse a arborilor de dimensiuni mici și

mari.

Un caz aparte în ceea ce privește distribuția numărului de arbori pe clase de creștere în

diametru îl constituie arboretul din cuprinsul SESI Videle – cer, unde curba de distrbuție prezintă

asimetrie negativă de dreapta, fapt ce poate fi explicat prin efectul de eliminare naturală precum și a

intervențiilor silviculturale (rărituri) efectuate la nivelul plafonului inferior și mijlociu al

coronamentului arboretului, reducându-se astfel, în mod considerabil, numărul arborilor situați în

clasele cenotice inferioare și medii, deci cu creșteri în diametru mai reduse.

5.1.3. Repartiția volumului pe categorii de diametre

Volume repartition in relation to DBH classes

Analiza și evidențierea, în cadrul arboretelor cercetate, a repartiției volumului pe categorii

de diametre prezintă o importanță deosebită în cunoașterea stării acestor arborete reprezentative

monitorizării forestiere intensive la nivelul tării noastre. Determinarea volumelor arborilor s-a realizat

28

prin aplicarea metodei ecuaţiei de regresie bifactorială (Giurgiu et al., 2004), bazată pe curba

înălţimilor, stabilită anterior în raport cu diametrul arborilor.

Pe baza volumelor calculate s-au construit distribuțiile experimentale ale volumului pe

categorii de diametre, caracteristicile statistice ale acestora oferind informații foarte importante,

relevante în ceea ce privește complexitatea structurală a arboretelor analizate.

Spre deosebire de valorile rezultate în cazul distribuțiilor arborilor pe categorii de diametre,

coeficienţii de variație ai volumelor sunt evident, mai mari, variind de la 66,5% în cazul arboretului

Sinaia – fag, la 120,8% în cazul celui din cadrul SESI Videle – cer (Tabelul 5.7).

Tabelul 5.7

Caracteristicile statistice ale distributiilor volumelor pe categorii de diametre pentru principalele specii forestiere din suprafetele extinse de supraveghere intensivă

Experimental volume distributions statistical indicators of main species in extended level II monitoring plots

Nr. SESI

Denumire SESI

Numar arbori

Volum minim

(m3)

Volum maxim

(m3) Media

(m3) Abaterea standard

Coeficientul de variatie

(%)

Coeficientul de asimetrie

Volum total

(m3ha-1) 1. Giurgiu-cer 421 0,004 22,40 9,04 7,65 84,6 0,45 235,11 2. Videle-cer 499 0,125 38,15 9,75 11,78 120,8 1,45 214,65 3. Videle-gârniţă 153 0,044 37,80 16,59 14,08 84,8 0,23 137,8

4. Stefăneşti-stejar 242 0,0002 60,76 20,55 19,86 96,6 0,77 322,2

5. Ploieşti-stejar 463 0,048 48,42 14,62 15,37 105,1 0,11 263,19

6. Câmpina-gorun 184 0,025 37,06 11,80 11,10 94,0 0,86 212,50

7. Sinaia-fag 300 0,432 34,36 13,25 8,81 66,5 0,70 609,64 8. Predeal-molid 244 0,027 97,13 29,23 29,01 99,2 -0,21 789,37 9. Rarău-molid 466 0,149 22,36 10,19 7,86 77,1 0,15 257,58 10. Fundata-fag 1146 1,24 39,19 15,65 12,34 78,8 0,46 266,15

11. Stâna de V.-molid 223 0,012 29,84 9,10 7,12 78,2 0,83 355,07

12. Mihăeşti-gorn 324 0,015 56,41 19,21 18,97 98,3 0,85 293,1

Ca și în cazul distribuțiilor numărului de arbori pe categorii de diametre se pot observa în

majoritatea cazurilor, asimetrii pozitive de stânga, indicând ponderea redusă a volumului arborilor din

categoriile de diametre mici, un caz particular evident constituindu-l arboretul din cadrul SESI

Predeal – molid unde distribuţia experimentală prezintă o ușoară asimetrie negativă de dreapta,

numărul arborilor cu diametre mici (sub 30 cm) fiind foarte redus, aproape inexistent (Fig 5.5(a)).

Dacă în ceea ce privește arboretele echiene forma curbei de frecvente este asemanătoare cu cea

a distribuției numărului de arbori pe categorii de diametre, în cazul arboretelor pluriene, ( SESI –urile

Sinaia –fag sau Stâna de Vale – molid), se constată că între cele două repartiții există o importantă

deosebire, deoarece într-un arboret plurien sau relativ plurien numărul de arbori se exprimă printr-o

curbă descrescătoare în timp ce curba de repartiție a volumelor devine unimodală, asemănătoare celei

29

dintr-un arboret echien (Leahu, 1994). Aceste situații, ca și în cazul diametrelor s-au tratat separat

(Fig.5.5(b)) , ținând cont de faptul că arboretele respective sunt destructurate, în principal din cauza

doborâturilor produse de vânt și de zăpadă, respectiv de influența factorului antropic (SESI Stâna de

Vale - molid) aflate în diferite faze de refacere a structurii lor relativ plurienă sau plurienă și nu pot

urma formele unor distribuții teoretice cunoscute, dar nici a unora rezultate din combinarea lor

(mixte).

Distribuțiile experimentale ale volumului pe categorii de diametre, prezentate în figura 5.5(a),

precum și curbele distribuțiilor teoretice Gammma și Beta utilizate pentru ajustarea celor

experimentale, arată faptul că testele de conformitate Kolmogorov – Smirnov (KS), și criteriul χ2 au

oferit cele mai bune rezultate în analiza structurii arboretelor cercetate în raport cu volumul arborilor

componenți (Tabelul 5.8.)

Fig 5.5.(a) Distribuţiile experimentale ale volumelor arborilor pe categorii de diametre și variantele de ajustare

adoptate în cazul arboretelor echiene și relative echiene. Trees volume distributions and the adequate theoretical functions adopted for even aged stands cases.

Fig 5.5.(b) Distribuţiile experimentale ale volumelor arborilor pe categorii de diametre în cadrul arboretelor cu structură plurienă SESI Sinaia – fag și Stâna de Vale – Molid.

Trees volume distributions for uneven age stands SESI Sinaia – fag and Stâna de Vale Molid.

30

Tabelul 5.8

Valorile testelor de semnificatie dintre distribuțiile experimentale și cele teoretice Significance of goodness-of-fit tests between experimental and theoretical distributions

5.1.4. Distribuția numărului de arbori pe clase de creșteri în volum

Tree distribution in relation volume growth classes

În ceea ce privește repartiția numărului de arbori pe clase de creșteri în volum, în cazul tuturor

arboretelor din cuprinsul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă (SESI) se observă, ca și în

cazul repartițiilor numărului de arbori pe clase de creșteri în diametru, asimetrii pozitive de stânga,

caracteristică ce poate fi explicată prin frecvența relativ mare a arborilor cu creșteri mici, ajungându-

se ca în cazul diametrelor superioare, un singur arbore sa însumeze creșterile în volum a 10-30 de

arbori cu diametre mici, situați în partea opusă a curbelor de frecvențe, acestea realizând maxime în

extrema stânga a reprezentărilor grafice (SESI Sinaia – fag, Fundata – fag, Rarău – molid, Stâna de

Vale – molid, Giurgiu – cer) (Fig. 5.7)

Suprafața experimentală

Distribuția teoretică

Testul de conformitate aplicat (p=5%)

Kolmogorov-Smirnov χ2

Val. exp. Val. teor. Val. exp. Val. teor.

Giurgiu-cer Beta 0.010 0.257 1.002 36.415 Gamma 0.021 0.257 1.200 35.172

Videle-cer Beta 0.130 0.278 4.776 31.410 Gamma 0.105 0.278 3.423 30.144

Videle-gârniţă Beta 0.227 0.342 0.847 22.362 Gamma 0.028 0.342 0.819 21.026

Stefăneşti-stejar Beta 0.035 0.261 2.325 35.172 Gamma 0.010 0.261 2.002 33.924

Ploieşti-stejar Beta 0.073 0.311 1.792 26.296 Gamma 0.033 0.311 1.173 24.996

Câmpina-gorun Beta 0.063 0.311 1.936 26.296 Gamma 0.024 0.311 1.120 24.996

Predeal-molid Beta 0.041 0.253 4.747 37.652 Gamma 0.022 0.253 5.049 36.415

Rarău-molid Beta 0.009 0.257 0.538 36.415 Gamma 0.017 0.257 0.674 35.172

Fundata-fag Beta 0,032 0,321 0,634 24,996 Gamma 0,028 0,321 0,533 23,685

Mihăeşti-gorun Beta 0,047 0,278 1,952 31,410 Gamma 0,032 0,278 1,926 30,144

31

Fig. 5.7 Repatiția arborilor din suprafețele extinse de supraveghere intensivă în raport cu creșterea în volum.

Trees volume growth distribution in extended level II monitoring plots

Spre deosebire de distribuțiile în raport cu creșterea în diametru, asimetria pozitivă de stânga,

este exprimată mult mai clar în cazul repatițiilor arborilor pe clase de creșteri în volum. Totodată, se

confirmă și legitatea conform careia, arborii de mari dimensiuni înregistreză creșteri reduse în

diametru, dar au creșteri în volum mari. Astfel, se poate menționa faptul că în cazul arboretelor din

cuprinsul SESI-urilor Ploiești – stejar, Videle – cer și Predeal – molid, prelungirea ramurilor drepte a

curbelor de distribuție se datorează numărului redus de arbori cu creșteri mari, evidențiidu-se ca și în

cazul repartiției arborilor pe categorii de diametre frecvența mare a exemplarelor de dimensiuni mici

și respectiv, creșteri în volum reduse.

5.1.5. Variația volumelor și a creșterilor în volum în raport cu diametrul arborilor

Volume and volume growth variation in relation with tree DBH

Ca o consecință a raporturilor de competiție precum și a anumitor factori biotici sau abiotici

prezenți în cadrul fiecărei biocenoze forestiere, creșterea arborilor și arboretelor dovedește existența

32

unei variabilități extrem de accentuate. Astfel, valorile coeficienților de variație ai creșterilor, pe

ansamblul arboretului, depind de vârsta arboretului, diametrul mediu, sau de condițiile staționale. Un

alt element și unul dintre cei mai importanți factori ai accentuării fluctuațiilor creșterilor este

reprezentat de modificările de structură și omogenitate survenite pe perioada de dezvoltare a

arboretelor, în urma intervențiilor silviculturale, a doborâturilor produse de vânt, incendii etc..

Pornind de la categoriile de diametre bine reprezentate din punct de vedere al numarului de

arbori, s-a procedat la determinarea coeficienților de variație ai volumelor precum și ai creșterilor în

volum la nivelul fiecărei categorii de diametre. S-a observat astfel, că în cazul tuturor acestor arborete

cuprinse în cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă (SESI) valorile coeficienților de

variație descresc pe măsură ce diametrul crește (Fig. 5.8.), fapt ce poate fi pus pe seama competiției

puternice a arborilor în arboret, competiție ce scade în intensitate pe măsură ce arboretele înaintează în

vârstă și deci arborii înregistrează diametre mai mari, ca urmare a ocupării unor poziții stabile,

defintive în cadrul arboretului (Giurgiu, 1979). Arborii din categoriile superioare dovedesc astfel

omogenitatea lor ridicată, ocupând poziții consolidate, procesele de creștere și dezvoltare având un

mers normal în vederea atingerii maturității arboretelor. La polul opus se află arborii din plafonul

inferior, cu diametre mici, aflați intr-o acerbă competiție pentru lumină precum și pentru ocuparea

unei poziții mai stabile, superioare.

Fig. 5.8 Distribuţia coeficienților de variație ai volumelor și ai creșterilor în volum în raport cu diametrele

arborilor. Volume growth coefficents of variation distribution

Se poate observa astfel, că valorile coeficienților de variație ai volumului și ai creșterii în

volum pentru fiecare arboret cercetat sunt sensibil apropiate (Fig. 5.9). În ceea ce privește arboretele

cu structură echienă, relativ echienă sau cu structură nedefinită (destructurate) cum ar fi Videle –

gârniță, Videle – cer, Stefănești – stejar, Ploiești – stejar, Campina – gorun, Predeal - molid sau

Mihăești – gorun, valorile coeficienților de variație sunt cuprinse între 40% și 85%. În cazul

33

arboretelor relativ pluriene și destructurate acestea depășesc pragul de 100% (SESI Stâna de Vale –

molid cu s% = 100% și SESI Sinaia – fag cu s%=135%.

De asemenea, valori ridicate ale coeficienților de variație ai volumelor, dar și ai creșterilor în volum se

constată și în suprafețele SESI Giurgiu – cer (s%=85%), Rarău – molid (s%=88%) sau Fundata – fag

(s%=98%), acest fapt evidențiind structura nedefinită a arboretelor respective din punct de vedere al

dimensiunilor arborilor componenți și al frecvenței acestora.

Fig. 5.9. Coeficienții de variație ai volumelor și ai creșterilor în volum pentru arboretele din cuprinsul

suprafețelor extinse de supraveghere intensivă SESI. Volume and volume growth coefficients of variation of stands in extended level II monitoring plots

5.2. Creșterea arborilor și arboretelor Tree and stand growth

5.2.1. Variația creșterii radiale în raport cu diametrul arborilor din cadrul suprafețelor

extinse de supraveghere intensivă SESI Radial and DBH growth variation in extended level II monitoring plots SESI

Pe baza informațiilor obținute prin citirea carotelor de creștere radială prelevate din suprafețele

extinse de supraveghere intensivă (SESI), s-au reprezentat grafic variațiile creșterilor radiale în raport

cu diametrul arborilor, câmpul de împrăștiere al valorilor experimentale fiind, în general, axat de-a

lungul unei drepte de regresie, excepție făcând arboretele din cadrul SESI Sinaia – fag, și Stana de

vale - molid (Fig. 5.10), unde valorile experimentale se grupează în jurul unor curbe exprimate de

parabola de gradul al doilea, specifice arboretelor cu structură relativ plurienă și plurienă (Giurgiu,

1979).

34

Fig. 5.10 Variația creșterii radiale în raport cu diametrul arborilor existenți în cadrul suprafețelor extinse de

supraveghere intensivă SESI Radial growth variation of trees in extended level II monitoring plots

Pornind de la variabilitatea diametrelor, dar și a creșterilor arborilor exprimată prin coeficienții

de variație ai acestora, se constată că aceasta variază de la un arboret la altul chiar și în cazul celor

omogene (Tabelul 5.9). Variabilitatea creșterilor radiale, dar și a diametrelor este influențată de

structura arboretelor în raport cu vârsta lor, de condițiile de vegetație (clasa de producție), starea de

sănătate a arborilor și de intervențiile silviculturale. Astfel, cele mai mari valori ale coeficienților de

variație ai diametrelor s-au observat în cazul arboretelor din SESI Sinaia – fag și Stâna de Vale –

molid, iar cele mai scăzute în cazul arboretelor din Câmpina – gorun, Mihăești – gorun, sau Videle –

cer. Valorile mai mari ale coeficienților de variație ai creșterilor radiale se datorează în principal

influenței vârstei arborilor și reacției diferite a acestora la condițiile de vegetație din ultimii 10 ani,

față de întreaga perioadă de dezvoltare a arborelui exprimată prin mărimea diametrului ca rezultat al

influenței vârstei și condițiilor de creștere și dezvoltare din decursul acesteia. Tabelul 5.9

Coeficienții de variație ai creșterilor în diametru și ai diametrelor arborilor existenți în cadrul suprafetelor extinse de supraveghere intensivă SESI.

Diameter growth coefficiens of variation of trees in extended level II monitoring plots

Denumirea SESI

Coeficientul de variatie (s%)

Denumirea

SESI

Coeficientul de variatie (s%)

DSSI DSESI Id DSSI DSESI Id

Giurgiu-cer 38,8 37.0 44.1 Sinaia - fag 57,3 73.1 80.9

Videle-cer 17,5 23.1 31.4 Predeal - molid 20,2 20.8 49.3

Videle- garnita 21,9 17.7 39.0 Rarău-molid 37,2 37.1 65.8 Ștefănești-

stejar 22,0 21.2 48.6 Fundata-fag 36,4 35.5 51.0

Ploiești- stejar 32,6 21.1 45.2 Stana de V.- molid 58,7 50.0 42.7

Câmpina- gorun 27,3 19.6 37.9 Mihăești- gorun 24,3 21.0 44.2

Vigoarea de creștere cea mai ridicată, este dată de valoarea coeficientului de regresie b al

dreptelor în jurul cărora se grupează valorile individuale ale creșterilor radiale în raport cu diametrele

35

arborilor. Acest fapt arată existența unei stări biologice optime în cazul arboretelor din cadrul SESI-

urilor Fundata – fag, Mihăești – gorun, Ploiești – stejar, sau Rarău - molid cu valori ale coeficienților

de variație ai creșterii radiale cuprinși între 44 – 66%. Valori apreciabile ale coeficientului de regresie

b pot fi observate în cazul arboretelor de vârste înaintate cum ar fi SESI Predeal – molid sau Giurgiu –

cer, acestea demonstrând o vigoare de creștere destul de ridicată (coeficienții de variație fiind de

49,3%, respectiv 44,1%). Se constată o diminuare a creșterilor radiale în cazul categoriilor de

diametre superioare și chiar o scădere a acestora în cazul arboretelor pluriene și relativ pluriene pentru

arborii cu dimensiuni mari. În ceea ce privește coeficienții de variație ai diametrelor arborilor din

cuprinsul suprafețelor de supraveghere intensivă existente (SSI), aceștia sunt diferiți față de cei

calculați pentru arboretele din cadrul suprafețelor extinse (SESI), cu excepția SSI-urilor Stefănești –

stejar, Predeal – molid, Rarău – molid, și Fundata – fag, în cazul cărora se poate confirma faptul că

din punct de vedere al variabilității diametrelor arborilor componenți cele două categorii de suprafețe

de supraveghere intensivă (SSI și SESI) pot fi estimații ale aceleiași colectivițăți.

5.2.2. Variația creșterii radiale a arborilor din cuprinsul suprafetelor extinse de supraveghere intensivă (SESI)

Tree radial growth variation in extended level II monitoring plots (SESI)

Pentru elaborarea seriilor de creștere radială ale fiecărei suprafețe extinse de supraveghere

intensivă (SESI), s-au prelevat în toamna anului 2012, conform metodologiei de lucru stabilite, un

număr de 571 probe de creștere. Datele rezultate în urma prelucrărilor statistice a seriilor obținute,

evidențiază clar variația lățimii inelelor anuale, influențate pozitiv sau negativ, de-a lungul perioadelor

de formare a acestora (sezoane de vegetație) de diferiți factori ca lumina, temperatura, precipitațiile,

nivelul de dioxid de carbon din atmosferă, sau factori genetici ori antropici (Pallardy, 2008).

Analizând expunerile grafice ale seriilor medii de creștere radială elaborate pentru speciile de

cvercinee din cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă Giurgiu – cer, Videle – cer, Videle

– gârniță, Stefanesti – stejar, Ploiesti – stejar (Fig.5.11), s-a putut observa în majoritatea cazurilor,

maxime şi minime comune înregistrate în anii extremi (negativi sau pozitivi). Astfel se pot menționa

ca și ani negativi extremi, cu creșteri minime ale inelelor anuale, anii 1945 – 1948, 1950, 1968, 1984,

1989, 2002 și 2006 . Condiții optime dezvoltării inelelor anuale s-au înregistrat în anii 1969, 1984,

1991, 2005 și 2010 fapt surprins de valorile ridicate ale creșterilor radiale (Fig.5.11).

Arboretul cel mai tânăr, cu o lungime a seriei de creștere de numai 57 de ani, este cel din

cadrul SESI Ploiești – stejar, acesta cuprinzând perioada anilor 1957-2012, si o medie anuală a

creșterii de 2,3 mm·an-1. Pentru suprafețele extinse de supraveghere intensivă Câmpina - gorun și

Mihăești – gorun, cu lungimi ale seriilor medii de 73 respectiv 85 de ani, se pot de asemenea menționa

creșteri evident superioare majorității speciilor analizate, valoarea de 2,4 mm/an-1 (SESI Câmpina –

gorun) fiind cea mai mare valoare înregistrată pentru speciile de stejari (Tabelul 5.10).

36

Lungimea cea mai mare a seriilor elaborate pentru arboretele de cvercinee este de 109 ani şi

este atribuită arboretului din cadrul SESI Giurgiu – cer, aceasta înregistrând o creștere medie anuală

de 1,58 mm·an-1, valoare medie mai mică decât aceasta, dar totuși foarte apropiată, regăsindu-se doar

în cazul arboretului din SESI Videle – gârniță (1,49 mm·an-1).

Seria de creștere medie cu lungimea cea mai mare pentru specia molid este cea de la Rarău –

molid, aceasta înregistrând primul inel de creșterere în anul 1826, însumând astfel 187 de ani și o

lățime a inelului mediu de 0,89 mm/an-1, valoare cu mult mai scăzută decât în cazul arboretelor din

cadrul SESI Stâna de Vale molid (2,57mm·an-1) sau Predeal – molid (mm·an-1), mai tinere cu 34

respectiv, 62 de ani decât acesta. Sensibilitatea medie în cazul molidului variază de la valoarea de 0,18

(SESI Predeal – molid) la 0,21 (SESI Rarău – molid).

Fig. 5.11 Anii caracteristici ai seriilor de cresteri medii elaborate pentru suprafetele extinse de supraveghere

intensivă (SESI) Event years of tree-ring mean series elaborated for extended level II monitoring plots

37

Tabelul 5.10 Parametri statistici ai seriilor de cresteri radiale medii din cadrul suprafetelor extinse de supraveghere intensivă

(SESI) Statistical indicators of tree-ring mean series elaborated for extended level II monitoring plots

Parametri

analizati

Quercus petraea Quercus robur Quercus cerris Quercus

frainetto Fagus sylvatica Picea abies

Campina gorun

Mihaesti gorun

Ploiesti stejar

Sefanesti stejar

Giurgiu cer

Videle cer

Videle garnita

Sinaia fag

Fundata fag

Predeal molid

Rarau molid

St. de Vale molid

Lungimea

seriei

1939- 2012

1927-2012

1956-2012

1941-2012

1903-2012

1928-2012

1947-2012

1846-2012

1945-2012

1888-2012

1826-2012

1860- 2012

Lungime serie cu >10

probe

1951- 2012

1945-2012

1957-2012

1943-2012

1925-2012

1954-2012

1949-2012

1928-2012

1951-2012

1898-2012

1852-2012

1912- 2012

Număr probe analizate 36 31 42 43 40 41 24 31 53 52 45 51

Creștere medie

(mm/an) 2.4 1.95 2.32 2.17 1.54 1.58 1.49 1,41 1,50 1,86 0,89 2,57

Abatere standard

0.298 0.289 0.414 0.285 0.431 0.446 0.390 0,660 0,515 1,090 0,427 1,209

Sensibilitatea medie 0.32 0.32 0.42 0.33 0.42 0.49 0.43 0,29 0,21 0,18 0,21 0,20

În cazul fagului, seriile de creșteri medii elaborate dau valori destul de apropiate ale creșterilor

anuale astfel că, pentru arboretul din cadrul SESI Sinaia – fag creșterea medie anuală este de 1,41

mm·an-1 cu o sensibilitate medie de 0,29, iar pentru SESI Fundata – fag creșterea este de de 1,50

mm·an-1 și sensibilitatea medie de 0,21.

Prin standardizarea seriilor dendrocronologice s-au obținut serii de indici de creștere

(Fig. 5.12), cu ajutorul cărora s-a putut evidenția, prin procedeul clasificării ierarhice, modul de

grupare spațială a acestora. În vederea realizării acestei clasificări a fost necesară utilizarea tuturor

seriilor de indici elaborate, fapt ce a limitat perioada de analiză la un număr de 52 de ani (1960-2012).

Fig. 5.12 Seriile indicilor de creștere elaborate pentru suprafetele extinse de supraveghere intensivă (SESI) Growth series indices of the extended level II monitoring plots

Din analiza grafică a diagramei bidimensionale de clasificare ierarhică, se poate observa

separarea evidentă a seriilor dendrocronologice elaborate pentru specia principală din cuprinsul

fiecărei suprafețe extinse de supraveghere intensivă (SESI), precum și o delimitare a acestora pe

38

regiuni geografice diferite (Fig. 5.13). Astfel, informațiile obținute prin analiza indicilor de creștere

dovedesc similarități în cazul arboretelor din cadrul SESI-urilor Videle-cer, Videle-gârniță și Giurgiu-

cer, arborete situate în zona de sud a țării și caracterizată prin perioade de secetă prelungită şi supuse

unui intens proces de aridizare. O grupare distinctă este de asemenea evidențiată și în cazul SESI-

urilor Mihaești-gorun și Câmpina – gorun, la care întâlnim caracteristici comune în raport cu specia

principală sau zonarea geografică a acestuia (Dealurile Subcarpatice).

În ceea ce privește suprafețele extinse de supraveghere intensivă, amplasate în zone cu relief

montan (Fig. 5.13 B), putem identifica două grupuri distincte, alcătuite din arborete ale căror specii

principale sunt reprezentate de molid (Fig. 5.13 d) sau de fag (Fig. 5.13 e).

Fig. 5.13 Clasificarea ierarhică (dendrograma) a seriilor dendrocronologice elaborate în cadrul rețelei extinse de

supraveghere forestieră intensivă – Nivel II Hierarchical cluster analysis (dendrogram) of dendrochronological series elaborated for extended

level II monitoring plots

5.2.3. Relația dintre climat și creșterea radială a arborilor din cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă – Nivel II Climate – growth relationship in extended level II monitoring plots – Level II

Legătura statistică corelativă dintre climat și creșterea radială a fost deseori abordată și

evidențiată ca fiind un element deosebit de important în caracterizarea evoluției în timp a

ecosistemelor forestiere analizate (Giurgiu, 1979; Popa, 2004; Sidor, 2011). Din punct de vedere

auxologic, cunoașterea efectelor variațiilor climatice asupra dezvoltării arborilor și arboretelor,

constituie un factor esențial în stabilirea și fundamentarea strategiilor de management al ecosistemelor

forestiere.

Pentru caracterizarea relației climat-creștere radială s-a recurs la utilizarea bazei de date

climatice CRU 3.0 cu rezoluție 0.5ºx0.5º (Mitchell și Jones, 2005). În acest sens, s-au extras datele

climatice (temperaturile medii și cantitațile de precipitații lunare) caracteristice fiecărei suprafețe

39

extinse de supraveghere intensivă, pentru întreaga perioadă analizată (1960-2012). S-a luat în

considerare perioada cuprinsă între luna septembrie a anului precedent formării inelului anual și luna

august a anului curent formării inelului de creștere (Fig 5.14 ) (Popa et al., 2013)

Analizând corelațiile dintre parametri climatici și indicii de creștere, se poate observa că

lățimea inelului anual, exprimată prin intermediul indicilor de creștere este, în cazul arboretelor

întâlnite în cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă Giurgiu – cer, Videle – cer, și Videle

– gârniță (Fig. 5.14 a-c), corelată puternic semnificativ cu regimul de precipitații din zonă, coeficienții

de corelație având valori net superioare speciilor de stejar și gorun, fapt ce poate fi pus pe seama

sensibilității fiziologice ridicate a cerului și gârniței la intensitatea și frecvența perioadelor secetoase.

Perioadele înregistrate ca fiind semnificative din punct de vedere al cantităților de precipitații (ploi sau

ninsori) au fost cele din toamna și iarna anului precedent formării inelului anual, acestea asigurând la

începutul sezonului de vegetație (aprilie-mai) cantitatea necesară de apă în sol.

În ceea ce privește specia gorun, din cadrul SESI-urilor Mihaești – gorun și Câmpina – gorun, s-au

dovedit a fi semnificative, precipitațiile din timpul sezonului de vegetație (aprilie – iunie)

(figurile.5.14, l și f).

Pentru molid, au rezultat corelații mai slabe, dar cu valori semnificative, cu precipitațiile și

temperaturile din lunile noiembrie – decembrie ale anului precedent formării inelului anual, fapt bine

evidențiat de valorile întâlnite în cazul SESI Rarău – molid (Fig.5.14 i).

40

Fig. 5.14. Corelațiile dintre parametrii climatici și indicii de creștere. Corelation between climathic regime (precipitation and temeprature) and growth indices

În majoritatea cazurilor analizate, influența regimului termic s-a dovedit a fi un factor negativ

în procesul de dezvoltare a inelului anual. Acest fapt poate fi pus pe seama fenomenului intens de

evapotranspirație și de lipsa precipitațiilor din timpul sezonului de vegetație.

Corelații pozitive în ceea ce privește regimul termic au putut fi observate în cazul speciilor de

stejar și gorun, în perioada noiembrie – ianuarie, indicii de creștere ai stejarului fiind corelați

semnificativ cu temperaturile din luna decembrie.

Din cele 4 tipuri de stejari analizate, cerul s-a dovedit a fi cea mai sensibilă specie în ceea ce

privește temperaturile din luna mai. Temperaturile lunilor iunie-iulie influențează negativ creșterea

arboretelor de gorun, iar în ceea ce priveste stejarul se observă un răspuns negativ al indicilor de

creștere în partea de sfârșit a primăverii (aprilie – mai).

În cazul molidului, regimul termic s-a dovedit a fi destul de benefic în dezvoltarea inelului

anual, temperaturile lunilor octombrie – decembrie infuențând pozitiv procesul de formare al acestuia.

Pentru această perioadă, valori semnificative ale coeficienților de corelație putând fi observate în

cazul arboretelor din cadrul SESI-urilor Rarău-molid și Stâna de Vale – molid (figurile 5.14 i și k).

Arboretul din cadrul SESI Rarău - molid dovedind de asemenea un raspuns pozitiv semnificativ și în

lunile iunie-iulie aferente sezonului de vegetație.

Arboretul din cadrul suprafeței extinse de supraveghere Fundata - fag înregistrează creșteri

influențate semnificativ de nivelul temperaturilor din perioada de început a sezonului de vegetație,

41

fapt confirmat în cazul acestei specii, dar cu valori mai slabe semnificativ și de arboretul din cadrul

SESI Sinaia – fag (Fig. 5.14 g), afectat destul de intens de temperaturile din luna iulie.

În scopul unei evidențieri detaliate a celor mai semnificative rezultate (pozitive sau negative)

în ceea ce privește influența parametrilor climatici asupra creșterilor arborilor și arboretelor din cadrul

suprafețelor extinse de supraveghere intensivă, s-a realizat o analiză grafică comparativă (Fig. 5.15) a

seriilor de indici de creștere cu valorile medii ale temperaturilor anuale precum și cu sumele

precipitațiilor fiecărui an. Aceste valori anuale, s-au calculat în funcție de fiecare caz în parte, luând în

considerare atât valorile semnificative ale lunilor precedente anului formării inelului anual, cât și cele

din timpul sezonului de vegetație corespunzător. Cu ajutorul aceastei analize, s-a putut evidenția

trendul aproape identic al variațiilor valorilor anuale ale indicilor de creștere cu cel al parametrilor

climatici, corespunzători anilor sau perioadelor din ani, cu influență semnificativ pozitivă asupra

creșterii radiale (figurile 5.15 a și b). De asemenea, a fost surprinsă și influența negativă a

temperaturilor ridicate din timpul sezonului de vegetație, proces cu efect semnificativ în cazul

arboretelor Giurgiu – cer (Fig 5.15 c) sau Ploiești – stejar (Fig 5.15 d)

(a) (b)

(c) (d)

Fig.5.15 Analiza grafică comparativă a seriilor de indici de creștere cu parametri climatici.

Comparative graphical analysis of growth indices and climatic parameters

5.2.4. Variația creșterii radiale a arborilor înregistrată cu ajutorul dendroauxografelor cu înregistrare continuă

Tree radial growth variation registered using point-dendrometers

Monitorizarea continuă a dimensiunilor trunchiurilor arborilor la nivelul sectiunii de bază (1,3

m față de sol) s-a efectuat în anul 2013 în patru suprafețe extinse de supraveghere intensivă (SESI),

pentru speciile cer (SESI Videle – cer), pentru stejar pedunculat (SESI Stefănești – stejar), pentru

gorun (SESI Mihăești – gorun) și pentru fag (SESI Sinaia – fag).

42

Din analiza datelor înregistrate continuu cu ajutorul dendroauxografelor electronice instalate

pe trunchiul arborilor selectați din cuprinsul arboretelor luate în studiu s-a constatat că începutul

proceselor de formare a inelului anual, cuantificat prin existenţa unui plus dimensional sistematic, are

loc în jurul datei de 10 aprilie la stejar, 15 aprilie la gorun, 10-12 aprilie la cer și respectiv 25 aprilie la

fag.

La cvercinee formarea lemnului timpuriu are loc, de regulă, înainte de formarea aparatului

foliar, folosind în procesele biochimice resursele acumulate în anul precedent. Se remarcă existenţa

unui ritm de creştere accelerat în prima parte a sezonului de vegetaţie, cu o aplatizare a curbei de

creștere cumulate după data de 1 iunie la gorun, 15 iunie la cer (Fig. 5.16), respectiv 20 iulie la stejar

(Fig. 5.17).

Valorile creșterilor medii cumulate ale speciei fag, înregistrate în cadrul suprafeței extinse de

monitorizare intensivă SESI Sinaia – fag, descriu o tendintă de aplatizare a curbei de creștere în jurul

datei de 15 iulie.

Fig. 5.16 Variația cumulată a creșterilor radiale zilnice pentru specia cer (SESI Giurgiu – cer, anul 2013.

Cumulated daily radial growth variation for Turkish oak in SESI Giurgiu – cer, year 2013

Fig. 5.17 Variația cumulată a creșterilor radiale zilnice pentru specia stejar (SESI Ștefănești – stejar) -anul 2013 Cumulated daily radial growth variation for pedunculate oak in SESI Ștefănești - stejar, year 2013

43

5.2.5. Variația diametrelor arborilor monitorizată cu ajutorul benzilor dendrometrice permanente

Tree DBH variation registered using permanent girth bands

În cadrul a patru suprafețe de supraveghere intensivă nivel II (SSI Stefănești – stejar, SSI

Predeal – molid, SSI Fundata – fag și SSI Mihaești – gorun) au fost instalate benzi dendrometrice

permanente în scopul monitorizării dinamicii creșterilor în diametru a arborilor.

Ca și în cazul monitorizării continue realizate cu ajutorul dendroauxografelor automate s-a

putut observa, prin valorile rezultate în urma citirilor din două în două săptămâni a benzilor

dendrometrice premanente, începutul, dar și sfârșitul perioadelor de creștere aferente sezoanelor de

vegetație a anilor 2012 și 2013. Astfel, pentru speciile de cvercinee analizate în cadrul SESI-urilor

Stefănești – stejar și Mihaești – gorun se observă perioade de creșteri aproape identice (Fig 5.18).

Startul perioadei de creștere fiind în perioada primei decade a lunii aprilie, fapt confirmat de asemenea

și de înregistrările dendroauxografelor automate. La nivelul anului 2013 se pot remarca valori ale

creșterilor net superioare anului precedent, fapt ce poate fi pus pe seama precipitațiilor abundente ce

au fost înregistrate în primavara acestui an. Acest aspect este destul de evident și în cazul celorlalte

specii analizate (fagul din Fundata și molidul din arboretul Predeal - molid), arborii înregistrând

creșteri chiar de două ori mai însemnate în anul 2013 față de anul precedent.

Fig. 5.18 Variația lunară a creșterii medii cumulate a diametrelor arborilor din cadrul suprafetelor de

supraveghere intensivă nivel II. Monthly variation of cumulated mean diameter growth of trees in level II core plots

Curbele înregistrate de creşterea diametrelor prin citiri pe benzi dendrometrice permanente

oferă informaţii aproape asemănătoare celor obţinute cu ajutorul dendroauxografelor cu înregistrare

continuă, mai ales în ceea ce priveşte începutul şi sfârşitul perioadei de creştere din sezonul de

vegetaţie, dar și în ceea ce privește perioada și ritmul accelerat de creștere în prima parte a sezonului

de vegetație. Benzile cu citire permanentă dau informaţii mai precise asupra creşterii anuale în

diametru, valorile bisăptămânale sau lunare fiind însoţite de erori de citire şi de variație la condiţiile

de temperatură şi umiditate. Deci, aceste valori sunt mai puţin precise decât cele oferite de

dendroauxografele cu înregistrare continuă.

44

5.2.6. Variația creșterilor medii în volum în raport cu procentul de defoliere al coroanelor arborilor

Mean volume growth variation in relation to tree crown defoliation percent Este deja bine cunoscut faptul că starea de sănătate a arborilor reprezintă unul dintre principalii

factori limitativi ai creșterilor arboretelor (Badea, 1998). Analizând reprezentarea grafică a valorilor

creșterilor medii în volum (Fig. 5.19) s-a observat faptul că în toate suprafețele extinse de

supraveghere intensivă (SESI) gradul de defoliere al coroanelor a afectat semnificativ dezvoltarea

arboretelor. Această legătură corelativă urmează sensul descrescător al unor drepte de regresie (y = ax

+ b) (SESI Giurgiu – cer) sau a unor curbe de tip exponențial (y=ke-αx) (SESI Sinaia – fag).

Fig. 5.19. Variația creșterilor medii în volum în raport cu procentul de defoliere al coroanelor arborilor Variation of mean volume growth in relation to trees crown defoliation percent

Starea de sănătate a arborilor, evaluată după procentul de defoliere al coroanelor arborilor, se

reflectă în mod direct asupra creșterii acestora, ca un indicator sintetic de analiză a proceselor

fiziologice și a acțiunii diferiților factori asupra stării arborilor și arboretelor. Astfel, odată cu

deteriorarea stării de sănătate, estimată prin procentul de defoliere al coroanelor arborilor, creșterea în

suprafața de bază, respectiv în volum se reduce, defolierea explicând o mare parte din variația creșterii

în volum (Badea, 1998).

5.2.7. Creșterea în volum a arborilor și arboretelor din suprafețele extinse de supraveghere intensivă

Trees and stand volume growth in extended level II monitoring plots

O primă etapă în determinarea creșterii în volum a arboretelor din cuprinsul suprafețelor

extinse de supraveghere intensivă (SESI) a constat în stabilirea volumului arborilor inventariați (vi) şi

a procentelor de creştere în volum (piv), caracteristici definitorii în aplicarea procedeului adoptat, bazat

pe o singură inventariere şi pe probe de creştere radială.

Pentru stabilirea valorilor procentului de creștere în volum (piv), la nivelul fiecărei suprafețe

extinse de supravegere intensivă SESI s-a procedat mai întâi la ajustarea creșterilor radiale pe

45

categorii de diametre utilizând coeficienții de regresie ai dreptelor (parabolelor) (Fig. 5.10) rezultate în

urma compensării distribuției valorilor experimentale ale acestora în raport cu diametrul de bază al

arborilor de probă, din care au fost extrase carotele de creștere. În continuare, s-a trecut la

determinarea valorilor anuale ale creşterilor în volum şi ale pierderilor de creştere datorate vătămării

arborilor.

Analizând mediile creșterilor anuale în volum (Tabelul 5.12) s-au evidențiat valori cuprinse

între 1,83 m3an-1ha-1 în cazul arboretului din cadrul suprafeței extinse de supraveghere intensivă

(SESI) Videle – gârniță și 14,47 m3an-1ha-1 în cazul (SESI) Sinaia – fag. Cele mai reduse valori s-au

înregistrat cu deosebire la arboretele Giurgiu – cer (3,5 m3an-1ha-1), Videle – cer (4,5 m3an-1ha-1), și

Videle – gârniță (1,83 m3an-1ha-1) , arborete situate în partea de sud a țării, fiind intens afectate de

perioadele de secetă prelungită şi respectiv, de intensificarea procesului de aridizare începând cu anul

1981.

În cazul arboretelor de molid din cadrul SESI-urilor Stana de Vale – molid (11,4 m3an-1ha-1)și

Predeal – molid (8,3 m3an-1ha-1) s-au înregistrat valori medii ale creșterilor în volum, superioare

celorlalte arborete analizate, excepție facând arboretul din cadrul SESI Rarau – molid (4,73 m3an-1ha-

1), situat la limita altitudinală a pădurii și localizat în condiții de productivitate inferioară.

Arboretele de fag înregistrează unele dintre cele mai mari valori ale creșterilor medii în volum

pe an și pe hectar, de 14,5 m3an-1ha-1 în cazul SESI Sinaia – fag și de 10 m3an-1ha-1 la SESI Fundata

– fag.

Aceste rezultate pot fi explicate prin situarea arboretelor respective în condiții optime din

punct de vedere al condiţiilor climatice şi de vegetaţie dar şi structurii acestora (arborete pluriene şi

respectiv de vârstă medie).

Pentru stabilirea pierderilor de creștere în volum datorate procesului de vătămare al arborilor,

s-a determinat comparativ, creșterea reală a arboretului la hectar și valoarea teoretică a acestuia în

ipoteza în care toți arborii existenți și inventariați ar fi fost practic sănătoși (clasele de defoliere 0-1).

Aplicarea acestei ipoteze a evidențiat efectul arborilor vătămați asupra creșterilor înregistrate

la nivelul arboretelor cercetate. Valorile maxime ale pierderilor de creștere fiind înregistrate în cazul

SESI-urilor Fundata – fag (0,68 m3an-1ha-1) și Stâna de Vale – molid (0,53 m3an-1ha-1). Cele mai

puțin afectate arborete au fost cele din cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă SESI

Giurgiu – cer și Videle – cer cu pierderi de 0,04 m3an-1ha-1 și respectiv 0,02 m3an-1ha-1, aceste

arborete având o frecvență redusă a arborilor vătămați (clasele de defoliere 2-3), aceștia infuențând în

mai mică măsură creșterea lor reală.

46

Tabelul 5.12 Creşterea în volum pe principalele specii şi grupe de clase de defoliere (0-1 şi 2-4) în cadrul suprafeţelor

extinse de supraveghere intensiva (SESI). Voume growth for main species and groups of species by groups of defoliation classess (0-1 and 2-4) in

extended level II monitoring plots (SESI)

Suprafața

Volum total

(m3ha-1)

Cresterea în volum

Cresterea în volum pe

grupe de clase de defoliere

Cresterea în

volum consid. normală

Pierderi de creștere in

volum (Iv)

m3an-1ha-1 (Iv)0-1

m3an-1ha-1 (Iv)2-4

m3an-1ha-1 (I’v 0-1)

m3an-1ha-1 m3an1ha-1 %

Giurgiu cer 235,1 3.50 3.28 0.22 3.54 0.04 1.1 Videle cer 205,1 4.53 4.48 0.05 4.55 0.02 0.4

Videle gârniță

137,8 1.83 1.75 0.08 1.87 0.04 2.5

Ștefanesti stejar

322,2 6.53 6.24 0.28 6.90 0.37 5.4

Ploiești stejar 263,2 7.79 7.59 0.2 7.92 0.13 1.7 Câmpina

gorun 212,5 5.33 5.14 0.18 5.39 0.06 1.1

Sinaia fag 609,7 14.47 14.07 0.41 14.66 0.19 1.3 Predeal molid 789,4 8,31 8,12 0,19 8,62 0,31 3.6 Rarău molid 257,6 4.73 4.53 0.20 4.84 0.11 2.3 Fundata fag 266,1 10.04 9.83 0.20 10.72 0.68 6.3 Stâna de vale

molid 355,1 11,4 11,2 0,20 11,93 0,53 4,4

Mihăești gorun

293,1 6.83 6.67 0.16 6.98 0.15 2.1

Procentele pierderilor de creștere în volum sunt cuprinse pentru arboretele din cadrul suprafețelor

extinse de supraveghere intensivă între 0,4% (SESI Videle – cer) și 6,3% (SESI Fundata – fag), valori

ce pot îmbunătăţi rezultatele obținute în alte rețele de supraveghere pe termen lung a stării

ecosistemelor forestiere (Badea et al., 2011; Silaghi, 2013).

Valorile mediilor anuale ale creşterii în volum la nivel de arboret, determinate în cadrul SSI-

urilor, dar și pierderile de creștere datorate procentului de vătămare al arborilor, diferă semnificativ

faţă de cele stabilite în cadrul SESI-urilor, dacă se utilizează metode diferite de stabilire a creșterilor

(metoda unei singure inventarieri și probe de creştere luate cu burghiul în cazul SESI-urilor și metoda

inventarierilor succesive în cazul SSI-urilor), deci o comparare a acestora nefiind posibilă. Totuşi,

pentru a verifica omogenitatea arboretelor cuprinse în suprafeţele de supraveghere intensivă existente

(din cadrul reţelei standard) şi cele din suprafeţe extinse, s-a procedat la utilizarea carotelor de creştere

radială prelevate şi reprezentative la nivelul SESI-urilor pentru determinarea creşterii în volum a

arborilor din SSI-uri, aplicând acelaşi procedeu bazat pe o singură inventariere (efectuată în anul

2012) şi probe de creştere radială extrase de la arbori reprezentativi.

47

Tabelul 5.13 Media creșterilor anuale în volum în cadrul celor două tipuri de suprafețe de supraveghere intensivă

(SSI și SESI) Mean annual volume growth in standard and extended level II monitoring plots (SSI and SESI)

Locatia

Media creșterilor anuale în volum

(m3an-1ha-1) Locatia

Media creșterilor anuale în volum

(m3an-1ha-1) SSI SESI SSI SESI

Giurgiu-cer 2.8 3.5 Sinaia-fag 11.9 14.4

Videle-cer 3.1 4.5 Predeal-molid 6.8 8.3

Videle-gârnită 2.9 1.8 Rarău-molid 3.6 4.7

Ștefănești-stejar 4.6 6.5 Fundata-fag 8.6 10

Ploiești - stejar 7.1 7.8 Stâna de Vale-molid 9.7 11.4

Câmpina-gorun 6.4 5.3 Mihăești-gorun 5.7 6.8

Astfel, mediile creşterilor anuale în volum (Tabelul 5.13) diferă în cazul celor două tipuri de

suprafețe de supraveghere intensivă de la 0,7 m3an-1ha-1 în cazul arboretelor ( SESI si SSI) de la

Ploiești – stejar, la 2,5 m3an-1ha-1 în cazul arboretelor (SESI si SSI) Sinaia – fag, ceea ce confirmă

faptul că cele două tipuri de arborete din rețeaua standard și respectiv, extinsă nu sunt estimații ale

aceleiași populații.

5.3. Starea de sănătate a arborilor şi arboretelor din cadrul suprafețelor de monitorizare forestieră intensivă

Trees and stand health status in intensive forest monitoring plots Pe baza informaţiilor obţinute cu ocazia evaluării anuale, în perioada 2012 – 2014, a stării de

sănătate a arborilor din cuprinsul suprafeţelor de supraveghere intensive existente (SSI) şi a celor din

cadrul reţelei extinse (SESI) s-a observat că proporţia arborilor vătămaţi (clasele de defoliere 2-4) a

înregistrat valori diferite de la un an la altul în fiecare din arboretele analizate (Tabelul 5.14). S-a

constatat, de asemenea, că între SSI-uri şi SESI-urile, corespunzătoare fiecăruia dinrte ecosistemele

forestiere reprezentative cercetate, valorile procentului arborilor vătămaţi diferă între ele până la 31

procente (Rarău-molid). Diferențele relativ mari, în unele cazuri, dintre rezultatele obținute la nivelul

SSI-urilor față de cele obținute în arboretele din suprafețele extinse, pot fi explicate prin existența unui

număr redus de arbori evaluați, situație în care migrarea unui număr chiar mic de arbori dintr-o clasă

superioară de defoliere în alta inferioară, de la un an la altul, poate conduce și din punct de vedere

matematic la valori ale procentului de arbori vătămați (clasele de defoliere 2-4) respectiv sănătoși

(clasele de defoliere 0-1) modificate semnificativ. Aceste informații prezintă totodată o deosebită

importanță în analiza integrată, inter- și transdisciplinară la nivelul arboretelor din cuprinsul

48

suprafețelor de supraveghere și corelarea caracteristicilor arborilor și factorilor biotici și abiotici, în

vederea analizei stării ecosistemelor forestiere cercetate.

Totuși, deoarece suprafețele extinse de supraveghere beneficiază de un număr mai mare de

arbori evaluați, rezultatele privind starea de sănătate la nivel de arboret sunt evident mai relevante.

Astfel, analizând aceste rezultate, cel mai puțin afectate arborete sunt cele din cadrul SESI Sinaia –

fag cu 1,2-1,8 % din arbori vătămați în perioada 2012-2014, urmat de SESI Stâna de Vale – molid cu

1,2-3,6% din arbori vătămați și de arboretul din cuprinsul SESI Predeal – molid cu 1,7-3,8% din

arbori vătămați. Cele mai afectate arborete au fost cele cuprinse în SESI Videle – gârniță (0,0 – 12,6%

din arbori vătămați), în SESI Mihaești-gorun cu 1,9-8,0% din arbori situați în categoria celor vătămați

și în SESI Rarău – molid cu un procent al arborilor vătămați de 2,4-5,4%.

Tabelul 5.14 Starea de sănătate a arboretelor (SSI și SESI) din rețeaua de supraveghere intensivă (nivel II) în perioada anilor

2012-2014 Health status of SSI and SESI stands in the intensive monitoring network (level II) during 2012-2014 period

Locatia

Procentul arborilor sănătoși

(clasele de defoliere 0-1)

Procentul arborilor vătămați

(clasele de defoliere 2-4)

2012 2013 2014 2012 2013 2014

SSI SESI SSI SESI SSI SESI SSI SESI SSI SESI SSI SESI

Giurgiu- cer 88.5 95.3 85.7 93.0 81.1 94.0 11.5 4.7 14.3 7.0 18.9 6.0 Videle-cer 100.0 99.4 86,2 94.7 90.8 94.8 0.0 0.6 13.8 5.3 9.2 5.2

Videle-gârniță 85.2 100.0 77.3 57.4 88.5 98.0 14.8 0.0 22.7 12.6 11.5 2.0 Ștefănești - stejar 68.8 96.9 71.0 95.4 80.2 97.6 31.3 3.1 29.0 4.6 19.8 2.4

Ploiești - stejar 97.3 99.2 100.0 99.2 97.1 99.4 2.7 0.8 0.0 0.8 2.9 0.6 Câmpina - gorun 90.6 100.0 92.5 97.3 89.5 98.4 9.4 0.0 7.5 2.7 10.5 1.6

Sinaia - fag 100.0 98.8 100.0 98.8 98.2 98.2 0.0 1.2 0.0 1.2 1.8 1.8 Predeal - molid 94.9 98.3 98.3 98.3 89.7 96.2 5.1 1.7 1.7 1.7 10.3 3.8 Rarău - molid 64.3 94.6 65.2 97.6 65.0 95.9 35.7 5.4 34.8 2.4 35.0 4.1 Fundata - fag 98.5 99.1 98.5 95.2 92.6 90.9 1.5 0.9 1.5 4.8 7.4 9.1 Stâna de Vale 96.8 98.8 93.7 98.1 92.2 96.4 3.2 1.2 6.3 1.9 7.8 3.6

Mihăești - gorun 95.5 92.0 98.4 98.1 94.4 94.2 4.5 8.0 1.6 1.9 5.6 5.8 Pe baza valorilor medii ale procentului de defoliere al arborilor la nivelul arboretului (atât la nivelul

SSI-urilor cât și al SESI-urilor corespunzătoare), se constată că acestea diferă mai puțin între ele în

perioada analizată, (până la 21 procente) decât proporția arborilor vătămați (cu defolierea coroanei

mai mare de 25%) (Tabelul 5.15). Diferențe mai mari ale valorilor medii ale procentului de defoliere

al arborilor la nivel de arboret (SSI și SESI) au fost înregistrate în arboretele din locațiile Videle-

gârniță (5,3 procente în anul 2012 și 16,7 în anul 2013), Stefănești – stejar (5,6 și 8,4 procente în anii

2013 și respectiv 2014), dar și Rarău – molid (20,5 procente în anul 2012, 16,6 procente în 2013

și13,4 procente în anul 2014).

49

Tabelul 5.15

Valorile medii ale procentului de defoliere al arborilor din cadrul suprafețelor existente standard (SSI) și extinse (SESI) de monitorizare forestieră intensivă (nivel II) în perioada anilor 2012-2014.

Mean values of crown defoliation percent of trees in standard (SSI) and extended (SESI) intensive monitoring plots (level II) during 2012-2014 period

Locatia Procentul mediu de defoliere al arborilor

2012 2013 2014 SSI SESI SSI SESI SSI SESI

Giurgiu- cer 18,2 15,5 17.1 16.6 25.5 17.1 Videle-cer 12,1 13,0 24.9 15.4 18.3 16.8

Videle-gârniță 19,6 14,3 31.4 14.7 19.8 15.8 Ștefănești - stejar 15,8 15,9 21.4 15.8 24.7 16.3

Ploiești - stejar 14,9 13,8 11.7 11.2 15.1 13.6 Câmpina - gorun 16,2 11,7 16.3 13.6 18.1 14.9

Sinaia - fag 14,1 13,5 10.9 13.5 13.0 15.0 Predeal - molid 15,1 13,9 13.4 13.7 17.8 14.2 Rarău - molid 27,2 6,7 27.4 10.8 31.7 18.3 Fundata - fag 9,2 12,5 9.7 12.3 18.2 13.6 Stâna de Vale 16,3 13,6 16.4 13.2 18.2 13.1

Mihăești - gorun 12,7 15,3 11.4 12.6 20.3 16.8

Compararea valorilor medii ale procentului de defoliere al arborilor pe categorii de diametre,

din cuprinsul SSI-urilor și al SESI-urilor corespunzătoare locațiilor din rețeaua de supraveghere

intensivă, la nivelul anului 2012 s-a realizat apelând la testul t Student. Analizând valorile

experimentale ale statisticii t , pentru fiecare caz în parte, la un nivel de semnificație α=0,05 s-a

observat în cazul arboretelor situate în locațiile Videle – gârniță și Rarău – molid, că acestea sunt mai

mari decât cele teoretice, ceea ce conduce la ideea că cele două tipuri de suprafețe (SSI și SESI) diferă

semnificativ între ele, în raport cu procentul mediu de defoliere al coroanelor arborilor componenți

Acest fapt este confirmat și de diferențele mai mari de 10 procente dintre valorile medii ale defolierii

la nivelul SSI-urilor și SESI-urilor corespunzătoare acestor locații (Tabelul 5.15), dar și de diferențele

mai mari de 20 procente dintre valorile corespunzătoare propoției arborilor vătămați (Tabelul 5.14).

Deci cele două arborete nu sunt estimații ale aceleiași populații statistice din punct de vedere al stării

de sănătate a arborilor. În restul situațiilor (texp < t0,05), între arboretele corespunzătoare fiecărei

locații nu există diferențe semnificative din punct de vedere al procentului mediu de defoliere al

coroanelor pe categorii de diametre, deci cele două arborete (SSI și SESI) pot reprezenta aceeași

populație.

Deci, nu în toate cazurile arboretele din cadrul suprafețelor extinse de supraveghere intensivă

pot fi reprezentative pentru cele cuprinse în SSI-uri și nici invers, din punct de vedere al stării de

sănătate, exprimată prin procentul mediu de defoliere al arborilor componenți.

50

Pentru cunoaşterea şi analiza tendinţei de evoluţie a stării de sănătate a arborilor după

procentul de defoliere al arborilor din cuprinsul suprafeţelor de supraveghere intensivă existente în

reţeaua standard (Nivelul II), s-a efectuat o analiză a dinamicii defolierii atât pentru întreaga perioadă

(1991 – 2011) cât şi pentru perioade mai scurte din cuprinsul acesteia (1991 – 1996 şi respctiv, 1996 –

2011). Această analiză vine să verifice şi, în acelaşi timp, să fundamenteze ipotezele emise anterior în

această privinţă (Badea, 1999; Badea et al., 2004), bazate pe primele rezultate (1991 – 1996) privind

dinamica stării de sănătate a arborilor din ecosistemele forestiere reprezentative, selectate pentru

supravegherea intensivă în ţara noastră (Nivelul II).

Astfel, valorile estimate ale defolierii coroanelor arborilor din specia principală la nivelul

anilor 1991, 1996 şi 2011, la nivelul fiecărei SSI, au fost exprimate în mod succesiv pentru

perioadele amintite, utilizând relaţiile de forma:

Def96 = f (Def91); Def11 = f (Def96) şi Def11 = f (Def91) (5.1)

Distribuţiile valorilor experimentale astfel obţinute au fost ajustate cu ajutorul unor drepte de

regresie, de forma :

Def96 = a1 +b1 * Def91 (5.2)

Def11 = a2 +b2 * Def96 (5.3)

Def11 = a3 +b3 * Def91 (5.4)

unde, Def91, Def96, Def11 reprezintă procentul de defoliere al coroanelor arborilor din specia principală

în anii 1991, 1996 şi 2011, iar a1, b1, a2, b2, a3, b3, reprezintă coeficienţi ai dreptei de regresie.

Dacă în anii de la începutul şi sfârşitul perioadei de analiză valorile procentului de defoliere ale

fiecărui arbore ar fi identice, ecuaţiile dreptelor de regresie ar fi de forma:

Def96 = Def91; Def11 = Def96 şi Def11 = Def91, iar coeficientul unghiular în acest

caz ipotetic, ar avea valoarea 1.

Starea de sănătate a arborilor, după defolierea coroanei, se modifică cu atât mai mult cu cât

mărimea unghiului dintre cele două drepte (cea ipotetică şi cea reală) este mai mare (figurile 5.20 și

5.21). Când cele două drepte se intersectează, iar abscisa punctului de intersecţie este mai mare decât

procentul de defoliere înregistrat la începutul perioadei de analiză (1991 sau 1996) starea de sănătate a

arborilor înregistrează o evidentă însănătoşire (figurile 5.20 a, 5.22 și 5.23).

În situaţiile în care dreptele de regresie reale (experimentale) se situează complet sub cele

ipotetice (Fig..5.20. b), sau au aproximativ aceeași origine cu acestea şi un coeficient unghiular mai

mic (figurile 5.21. a, și 5.23. b și c) majoritatea arborilor prezintă o stare de sănătate semnificativ mai

bună, procentul de defoliere al coroanei înregistrând valori semnificativ mai reduse la sfârşitul

perioadei de analiză (1996, 2011) faţă de începutul acesteia (1991, 1996). Cu cât abscisa punctului de

51

intersecţie al celor două drepte se situează către limita superioară a domeniului de definiţie cu atât

numărul arborilor care şi-au îmbunătăţit starea de sănătate este mai redus (figurile 5.20. a și 5.22. a).

Când abscisa punctului de intersecţie se situează aproximativ la jumătatea intervalului de

definiţie, numărul arborilor a căror stare de sănătate s-a îmbunătăţit în decursul perioadei de analiză

este aproximativ egal cu cel al arborilor care au înregistrat o deteriorare a stării coroanelor din punct

de vedere al defolierii acesteia ( Fig. 5.23. a). În situaţiile în care coeficienţii unghiulari ai dreptelor

experimentale au valori mai mari decât 1, semnificaţia cazurilor identificate şi analizate este opusă.

Urmărind în dinamică, pe perioade incluse în intervalul de analiză (1991 – 2011) a stării de

sănătate a arborilor şi arboretelor din cadrul suprafeţelor de supraveghere intensivă din reţeaua

standard (Nivelul II), se constată în toate cazurile o îmbunătăţire progresivă a stării de sănătate

definită prin procentul de defoliere a coroanei arborilor, cu o intensitate pronunţată la Sinaia – fag,

Predeal – molid, Mihăeşti – gorun, Giurgiu – cer, Videle – cer, Videle – gârniţă, Ploieşti – stejar, și

Câmpina – gorun.

O intensitate mai redusă a redresării stării de sănătate a arborilor componenți a înregistrat

arboretul din cadrul SSI Rarău – molid şi Stâna de Vale – molid.

Acest proces de îmbunătăţire mai intensă sau mai moderată a stării coroanelor arborilor din

cuprinsul suprafeţelor de supraveghere intensivă în perioada 1991 – 2011 se datorează în principal,

redresării condiţiilor climatice la nivelul întregii ţări, preponderent în regiunile de sud şi sud-est,

începând cu anul 1994 şi mai ales în perioada 2001 – 2010 (Badea et al., 2013). O explicaţie cu

pondere importantă poate fi şi eliminarea din evaluările anuale a arborilor înregistraţi ca morţi

(defolierea = 100%) şi migrarea arborilor din poziţii cenotice superioare în poziţii inferioare, ca

urmare a competiţiei, aceştia nefiind evaluaţi în caracterizarea stării de sănătate a arboretelor

cercetate. Această tendinţă de îmbunătăţire a stării de sănătate a arborilor a fost surprinsă şi la nivel

naţional în reţeaua sistematică de 4 x 4 km dar şi în cea transnaţională (16 x16 km) (Badea et al.,

2013).

Pe baza informaţiilor obţinute prin studiul modelelor de analiză a dinamicii procesului de

defoliere al arborilor, se poate afirma că dreptele de regresie şi coeficienţii acestora prezintă o

importantă semnificaţie biologică, oferind informaţii asupra procentului de defoliere al arborilor la

sfârşitul perioadei de analiză faţă de cele înregistrate la începutul perioadei.

Aşadar, acest procedeu oferă informaţii cu caracter explicativ, privind dinamica stării de

sănătate a arboretelor într-o anumită perioadă, pe baza mărimii unghiului dintre dreapta de regresie

reală (experimentală) şi cea ipotetică, după valoarea abscisei punctului de intersecţie al acestei drepte

în raport cu poziţia lui în cadrul intervalului de definiţie, și după valorile coeficienţilor dreptei de

regresie, evidenţiind totodată şi ponderea arborilor a căror stare de sănătate s-a înrăutăţit sau s-a

redresat.

52

Fig.5.20. Variația procentului de defoliere al coroanelor arborilor în perioada 1991-2011 (SSI Giurgiu - cer)

Variation of crown defoliation percent during 1991-2011 period (SSI Giurgiu – cer)

Fig.5.21. Variația procentului de defoliere al coroanelor arborilor în perioada 1991-2011 (SSI Videle - cer)

Variation of crown defoliation percent during 1991-2011 period (SSI Videle - cer)

Fig.5.22. Variația procentului de defoliere al coroanelor arborilor în perioada 1991-2011 (SSI Rarau - molid)

Variation of crown defoliation percent during 1991-2011 period (SSI Rarau – molid)

Fig.5.23. Variația procentului de defoliere al coroanelor arborilor în perioada 1991-2011 (SSI Fundata - fag)

Variation of crown defoliation percent during 1991-2011 period (SSI Fundata – fag)

53

6. CONCLUZII CONCLUSIONS

Cercetările efectuate în scopul fundamentării și asigurării din punct de vedere dendrometric și

auxologic, a funcționării și dezvoltării rețelei existente de supraveghere forestieră intensivă (nivelul II)

contribuie în mod deosebit la actalizarea și dezvoltarea metodologiei specifice, cu referire specială la

analiza și caracterizarea structurii și creșterii arboretelor și a influenței diferiților factori de stres

asupra stării de sănătate a arborilor și creșterii acestora. Pe baza rezultatelor obținute cu ocazia

cercetărilor desfășurate în scopul elaborării prezentei teze de doctorat, se pot desprinde următoarele

concluzii:

• Cu privire la structura arboretelor din cuprinsul suprafețelor extinse de supraveghere

intensivă

o Suprafețele extinse de supraveghere intensivă cu mărimea de un hectar, comparativ cu

cele din rețeaua existentă (standard) permit analiza arboretelor selectate, din punct de

vedere al structurii lor în raport cu diferite caracteristici biometrice

o În cazurile în care funcțiile teoretice de frecvență cunoscute (Weibull, Gamma sau

normală) nu s-au dovedit potrivite pentru ajustarea distribuțiilor experimentale, cele

mai bune rezultate au oferit modelele teoretice mixte, rezultate din combinarea a două

funcții de tip Weibull și respectiv, a două funcții de tip Gamma.

o Variabilitatea volumului şi a creșterii în volum pe categorii de diametre înregistrează o

scădere de la categoriile de diametre inferioare spre cele superioare, arborii de mari

dimensiuni având poziții bine consolidate în ceea ce privește creșterea și dezvoltarea

lor.

• Cu privire la creșterea arborilor și arboretelor din suprafețele extinse de supraveghere

forestieră intensivă (nivelul II)

o În majoritatea cazurilor, din punct de vedere al variabilității diametrelor şi a creşterii în

diametru a arborilor componenți, cele două categorii de suprafețe de supraveghere

intensivă (SSI și SESI) nu pot fi estimații ale aceleiași populații .

o Seriile de creștere radială elaborate cu ocazia cercetărilor permit identificarea anilor

negativi extremi, cu creșteri minime ale inelelor anuale, precum şi a celor în care au

existat condiții optime dezvoltării şi realizării unor valori mari ale creșterilor radiale.

o Valorile ridicate ale sensibilității medii a speciilor analizate (peste 0,4), ca reacție a

arborilor la variabilitatea condițiilor de mediu, explică în mod fidel acțiunea

54

schimbărilor climatice ce se manifestă cu o intensitate ridicată în partea de sud și sud-

est a țării.

o Condițiile climatice prielnice din zonele montane situate la altitudini mari, de peste

1000 de metri, explică valorile scăzute ale sensibiltății medii (aproximativ 0,20),

înregistrate în arboretele cercetate de fag și molid .

o Indicii de creștere radială, grupați prin procedeul clasificării ierarhice, au perimis

separarea evidentă și delimitarea seriilor dendrocronologice elaborate pentru specia

principală pe regiuni geografice diferite, evidenţiindu-se asemănări între arboretele

cercetate, situate în zona de sud și sud-est a țării, în regiunea de podișuri și dealuri

subcarpatice și în regiunea montană.

o Corelațiile dintre parametrii climatici (precipitații și temperaturi) și indicii de creștere

radială au pus în evidenţă, pentru speciile de cvercinee situate în sudul și sud-estul țării,

influența pozitivă semnificativă a cantitatăţii de precipitații din toamna și iarna anului

precedent formării inelului anual şi din timpul sezonului de vegetație (aprilie – iulie)

pentru gorun. Corelații mai slabe, au fost evidențiate cu precipitațiile și temperaturile

din lunile noiembrie-decembrie ale anului precedent formării inelului anual, la molid.

o Regimul termic, în majoritatea cazurilor analizate s-a dovedit un factor negativ în

procesul de formare și de dezvoltare a inelului anual, fapt ce poate fi pus pe seama

procesului intens de evapotranspirație și de lipsa precipitațiilor din timpul sezonului de

vegetație. Influențe pozitive, slab semnificative, s-au evidențiat la fag, manifestate în

principal de temperaturile din perioada de început a sezonului de vegetație.

o Analiza seriilor de indici de creștere radială a evidențiat o variație aproape identică a

acestora, cu cea a parametrilor climatici corespunzători anilor sau perioadelor din ani

cu influență semnificativ pozitivă (precipitații, temperaturi) sau negativă (numai în

cazul temperaturii)

o Variația creșterii radiale, analizată cu ajutorul dendroauxografelor cu înregistrare

continuă a permis, pentru specia principală din arboretele cercetate, identificarea

începutului formării inelului anual, dinamica intensității ritmului de creștere în timpul

sezonului de vegetație și sfârșitul sezonului de creștere

o Variația descrescătoare, a creșterii în volum în raport cu starea de sănătate a arborilor,

confirmă faptul că defolierea coroanei explică o mare parte din variația creșterii în

volum, ca indicator sintetic de evaluare a stării sănătate a arborilor și arboretelor.

55

o Valorile medii ale creșterilor anuale în volum sunt diferite între cele două tipuri de

arborete din cadrul SSI-urilor și, respectiv din cadrul SESI-urilor, ceea ce conduce la

ipoteza potrivit căreia arboretele respective nu sunt reprezentative pentru populaţia

generală din care provin.

• Cu privire la starea de sănătate a arboretelor din rețeaua de supraveghere intensivă nivelul

II

o Procentul arborilor vătămați se modifică semnificativ odată cu migrarea unui număr

destul de redus de arbori din clasa arborilor sănătoşi în clasa celor moderat vătămați,

valorile acestora fiind puternic influențate de numărul mic de arbori selectaţi şi

analizaţi la nivelul suprafeţelor de supraveghere intensivă.

o Dinamica procentului de defoliere al arborilor în raport cu anul inițial al

perioadei analizate, oferă informații expeditive referitoare la intensitatea și sensul de

evoluție a stării de sănătate a arboretului, cât și asupra ponderii arborilor din diferite

clase de vătămare și sensului migrării acestora.

* * *

Suprafețele extinse de supraveghere intensivă datorită mărimii lor, comparativ cu cele

existente care au suprafața de patru ori mai mică, și numărului suficient de mare de arbori inventariați

în cuprinsul acestora, au permis din punct de vedere statistic analiza și caracterizarea structurii

arboretelor selectate în rețeaua de monitorizare forestieră intensivă (nivel II). Din punct de vedere al

variabilității diametrului arborilor componenți, al mediilor creșterilor anuale în volum la hectar dar și

al pierderilor de creștere cauzate de procesul de vătămare al arborilor, cele două categorii de suprafețe

de supraveghere (existente – SSI și extinse – SESI) reprezintă arborete ce aparțin unor populații

statistice diferite, chiar dacă în majoritatea cazurilor, din punct de vedere al stării de sănătate

diferențele sunt nesemnificative între mediile procentului de defoliere al arborilor componenți.

În aceste condiții, seriile de date multianuale obținute în sistemul de monitorizare intensivă a

principalelor ecosisteme forestiere din țara noastră în arboretele din cuprinsul suprafețelor de

supraveghere existente (SSI) nu pot fi atribuite arboretelor din cadrul suprafețelor extinse (SESI),

amplasate și analizate cu ocazia cercetărilor efectuate în cuprinsul tezei de doctorat, confirmându-se

astfel rezultatele și concluziile la care s-a ajuns pe plan european și internațional. Aceste suprafețe

permit atât extinderea rețelei la nivelul II de supraveghere forestieră din țara noastră, cât și

posibilitatea din punct de vedere statistic, a dezvoltării investigațiilor științifice, deci a problematicii

abordate la nivel ecosistemic.

56

7. CONTRIBUȚII ORIGINALE ORIGINAL CONTRIBUTIONS

Rezultatele obținute în urma cercetărilor efectuate cu ocazia elaborării tezei de doctorat și concluziile formulate pe baza acestora au pus în evidență realizările și contribuțiile personale, cu caracter de originalitate, după cum urmează:

• Analiza și caracterizarea, în premieră, a structurii arboretelor din cuprinsul rețelei de supraveghere forestieră intensivă (nivelul II), în raport cu principalele caracteristici biometrice ale acestora.

• Utilizarea și aplicarea corespunzătoare, într-o etapă de început în țara noastră, a modelelor teoretice mixte bazate pe funcții cunoscute cu două componente, tip Weibull și Gamma pentru ajustarea distribuțiilor experimentale.

• Evidențierea manifestării cu o intensitate ridicată a efectelor schimbărilor climatice, în partea de sud și sud-est a țării pe baza sensibilității medii a speciilor analizate și a anilor extremi (negativi sau pozitivi) identificați cu ajutorul seriilor de creștere radială elaborate.

• Separarea seriilor de creștere radială elaborate și delimitarea acestora pe regiuni geografice diferite, pe baza grupării prin procedeul clasificării ierarhice a indicilor de creștere radială și evidențierii unor asemănări între arboretele cercetate situate în zona de sud și sud-est a țării, în regiunea de podișuri și dealuri subcarpatice și în regiunea montană.

• Stabilirea influenței parametrilor climatici (precipitații și temperaturi) asupra indicilor de creștere radială în raport cu specia și localizarea arboretelor cercetate inclusiv cu perioada analizată raportată la cea de formare a inelului anual.

• Evidențierea, pentru arboretele cercetate a unei variații aproape identice a indicilor anuali de creștere cu cea a parametrilor climatici corespunzători anilor sau perioadelor din ani cu influență semnificativ pozitivă sau negativă.

• Identificarea cu precizie şi în premieră, pentru speciile principale din suprafețele de supraveghere forestieră intensivă (nivelul II) a momentelor esențiale din procesul de formare a inelului anual (începutul formării lemnului timpuriu, dinamica intensității ritmului de creștere, și sfârșitul sezonului de creștere).

• Îmbunătățirea și dezvoltarea rezultatelor existente în domeniul monitoringului auxologic prin evidențierea influenței defolierii coroanelor arborilor asupra creșterii în volum a acestora, respectiv a pierderilor de creștere în volum datorate procesului de vătămare.

• Întărirea ipotezei potrivit căreia numărul redus de arbori evaluați la nivelul unei suprafețe de supraveghere intensivă, chiar cu marimea de un hectar, nu oferă de la un an la altul informații relevante, asigurate statistic privind starea de sănătate a arboretului în ansamblu

• Caracterizarea, pe baza unor modele specifice, a intensității și sensului de evoluție a stării de sănătate a arboretelor din cuprinsul suprafețelor de supraveghere intensivă (nivelul II), atât pentru întreaga perioadă cât și pentru perioade mai scurte din cuprinsul acesteia.

• Fundamentarea științifică a ipotezei conform căreia, seriile de date multianuale specifice nivelului existent de monitorizare forestieră intensivă nu pot fi atribuite suprafețelor de supraveghere extinse, nou instalate, acestea urmând să fie integrate în reţeaua existentă și să contribuie la dezvoltarea problematicii abordate la nivel ecosistemic și la îmbunătățirea asigurării statistice a informațiilor științifice obţinute.

57

BIBLIOGRAFIE [selecție]

4. Badea, O. (1998). Fundamente dendrometrice si auxologice pentru monitoringul forestier. Suceava, “Stefan

cel Mare” University. 9. Badea, O. (2008). Manual privind metodologia de supraveghere pe termen lung a stării ecosistemelor

forestiere aflate sub acțiunea poluării atmosferice și modificărilor climatice. Bucharest, Editura Silvică. 16. Badea, O., Silaghi, D., Neagu, S., Taut, I. și Leca, S. (2013). Forest Monitoring - Assessment, Analysis and

Warning System for Forest Ecosystem Status. 19. Cook, E. R. și Kairiukstis, L. A. (1990). Methods of Dendrochronology. Applications in the Environmental

Sciences. Dordrecht, Kluwer Academic Publishers. 21. de Vries, W., van der Salm, C., Reinds, G. J. și Erisman, J. W. (2007). Element fluxes through European

forest ecosystems and their relationships with stand and site characteristics. Environmental Pollution 148(2): 501-513.

26. Ferretti, M. (2013). Chapter 1 - Forest Monitoring: An Introduction. Developments in Environmental Science. Marco, F. și Richard, F., Elsevier. Volume 12: 3-18.

27. Fritts, H. C. (1976). Chapter 1 - Dendrochronology and Dendroclimatology. Tree Rings and Climate. Fritts, H. C., Academic Press: 1-54.

30. Giurgiu, V. (1979). Dendrometrie şi auxologie forestieră. Bucureşti, Editura Ceres. 34. Giurgiu, V., Decei, I. și Drăghiciu, D. (2004). Metode și tabele dendrometrice. Bucharest, Ed. Ceres. 38. Ianculescu, M. (1975). Aspecte metodologice privind determinarea pierderilor de creştere în diametru la

arboretele poluate. Analele ICAS, Volumul 33 (1). Bucureşti, Editura Silvică: 141-151. 39. Kilkki, P. și Paivinen, R. (1986). Weibull function in the estimation of the basal area DBH-distribution.

Silva Fennica 20: 149-156. 41. Leahu, I. (1994). Dendrometrie. București, Editura Didactică și Pedagogică. 42. Leahu, I. (2001). Amenajarea pădurilor. Bucureşti, Ed. Didactică şi Pedagogică. 45. Lorenz, M. (2013). FutMon Scientific Report. Hamburg, Thunen Institute for World Forestry: 191. 48. Macdonald, P. D. M. și Du, J. (2004) Mixture distribution models. R package version 0.5-1. 57. Pătrășcoiu, N. (1985). Elaborarea sistemului de supraveghere a calității factorilor de mediu din fondul

forestier și măsuri de gospodărire a pădurilor. Referat științific final, ICAS București. 58. Pătrășcoiu, N. și Badea, O. (1990). Technical guidelines for forest health status assessment in Romania,

ICAS. 62. Podlaski, R. (2010). Diversity of patch structure in Central European forests: are tree diameter

distributions in near-natural multilayered Abies–Fagus stands heterogeneous? Ecological Research 25(3): 599-608.

63. Podlaski, R. și Roesch, F. A. (2014). Modelling diameter distributions of two-cohort forest stands with various proportions of dominant species: A two-component mixture model approach. Mathematical Biosciences 249(0): 60-74.

65. Popa, I. (2004). Fundamente Metodologice și aplicații de dendrocronologie, Editura Tehnică Silvică. 66. Popa, I. și Sidor, C. (2011). Reţeaua naţională de serii dendrocronologice – RODENDRONET – 1.

Conifere. Editura Silvica 67. Popa, I., Leca, S., Craciunescu, A., Sidor, C. și Badea, O. (2013). Dendroclimatic Response Variability of

Quercus species in the Romanian Intensive Forest Monitoring Network. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 41(1): 326-332.

78. Sidor, C. (2011). Relația dintre climat și creșterea radială a arborilor din zona montană superioară. București, Editura Silvică.

88. Zhang, L., Gove, J. H., Liu, C. și Leak, W. B. (2001). A finite mixture of two Weibull distributions for modeling the diameter distributions of rotated-sigmoid, uneven-aged stands. Canadian Journal of Forest Research 31(9): 1654-1659.

58

ANEXA 1 Rezumat

Realizarea și implementarea unui management sustenabil al pădurilor reprezintă un obiectiv prioritar, intens dezbătut de politicile de la nivel național și internațional. Acest obiectiv, nu poate fi atins decât dacă se asigură în permanență necesarul de informație asupra factorilor ce influențează starea ecosistemelor forestiere.

Scopul prezentelor cercetări a fost acela de a fundamenta și asigura, din punct de vedere dendrometric și auxologic, funcționarea și dezvoltarea retelei existente de supraveghere intensivă a principalelor ecosisteme forestiere (nivel II) și extinderea acesteia într-o nouă etapă de lungă durată, prin includerea de noi suprafețe de supraveghere permanentă de mărime și formă diferită (SESI), altele decât cele existente (SSI). În acest sens au fost amplasate și inventariate noi suprafețe de supraveghere intensivă, cu mărimea de un hectar (100x100 m), au fost prelevate probe de creștere radială, s-a măsurat variația continuă a diametrelor și s-a evaluat starea de sănătate a arborilor. Informațiile de teren au fost prelucrate și analizate utilizând metode și modele specifice, obținându-se caracterizarea dendrometrică și auxologică a rețelei de supraveghere intensivă a principalelor ecosisteme forestiere din țara noastră (nivel II). De asemenea a fost evidențiată intensitatea și dinamica stării de sănătate a arboretelor cercetate atât pentru întreaga perioadă analizată (1991 – 2011) cât şi pentru perioade mai scurte din cuprinsul acesteia (1991 – 1996 şi respectiv, 1996 – 2011).

Rezultatele obținute și concluziile desprinse au condus la identificarea unor contribuții științifice cu caracter de originalitate în ceea ce privește îmbunătățirea și dezvoltarea rezultatelor existente în domeniul monitoringului auxologic și fundamentarea științifică a ipotezei potrivit căreia seriile de date multianuale specifice nivelului existent de monitorizare forestieră intensivă nu pot fi atribuite suprafețelor de supraveghere extinse, nou instalate, acestea urmând să fie integrate în acesta și să contribuie la dezvoltarea problematicii abordate la nivel ecosistemic și la îmbunătățirea asigurării statistice a informațiilor științifice specifice.

Abstract

The development and implementation of a sustainable forest management represents a top priority issue, highly debated in national and international policies. This objective can be achieved only by permanently updating the information regarding the factors that are affecting the state of forest ecosystems.

The aim of the present research was to ensure and substantiate, from a dendrometrical and auxological point of view, the functioning and development of the existing intensive monitoring network of representative Romanian forest ecosystems (level II) and its extension to a new long-term monitoring network by including new permanent plots with different size and shape (SESI), other than the existing ones (SSI). In order to achieve this objective, new one hectare square plots were placed. All trees with DBH greater than 80 mm were inventoried, their crown defoliation was assessed and core samples were extracted. Also, radial DBH growth variation was measured using permanent and continuous girth bands. The information collected in the field was processed and analyzed using specific methods and models in order to obtain the dendrometrical and auxological characteristics of the newly placed intensive monitoring network. Also, the intensity and dynamics of the forest health status for the whole analyzed period (1991-2011) or intermediary time intervals (1991-1996 respectively, 1996-2011) were described.

The results and conclusions led to the identification of original scientific contributions regarding the improvement and development of the existing auxological monitoring results and scientific validation of the hypothesis that multi-annual data series specific for the existing intensive forest monitoring level cannot be attributed to the newly installed extended monitoring plots, but can be integrated in the existing network in order to develop the knowledge on this research topic at ecosystem level and to obtain statistically improved scientific information.

59

ANEXA 2 Curriculum vitae Informaţii personale

Nume / Prenume Stefan LECA Adresa(e) Bd. I.C. Bratianu / 9A, 077030 Branesti - ILFOV (România)

Mobil 0721974158 E-mail(uri) leca_d_stefan@yahoo.com

Naţionalitate(-tăţi) română

Data și locul naşterii 02 iulie 1984, București, Sectorul 1

Sex Masculin

Experienţa profesională

Perioada iulie 2008 - prezent Funcţia sau postul ocupat Inginer silvic

Activităţi si responsabilităţi principale

- Cercetător științific, membru al echipei de cercetare din cadrul colectivului de Management Forestier, colaborator și coordonator de acțiuni în proiecte de cercetare naționale și internaționale

Numele şi adresa angajatorului ICAS Voluntari

Bd. Eroilor, Nr 128, 077190 Voluntari - ILFOV (Romania) Tipul activităţii sau sectorul de

activitate Silvicultură/Dendrometrie si Auxologie forestiera

Educație și formare

Perioada Octombrie 2003 - iunie 2008 Calificarea/diploma obţinută Diploma de inginer silvic Numele şi tipul instituţiei de

învăţământ/furnizorului de formare

Universitatea "Transilvania" Brasov, Facultatea de Silvicultura si Exploatari Forestiere (Unitate de invatamant superior) Str. Sirul Beethoven / Nr. 1, 500123 Brasov (Romania)

Informaţii suplimentare Lista Publicatii : Lucrări ISI • Popa I., Leca S., Crăciunescu A., Sidor C., Badea O., 2013, Dendroclimatic

Response Variability of Quercus species in the Romanian Intensive Forest Monitoring Network. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, DOI:0255-965X / 1842-4309, no. 41(1): pg.326-332

• Badea O., Silaghi, D., Neagu, S., Taut, I. și Leca, S. (2013) ,Forest Monitoring - Assessment, Analysis and Warning System for Forest Ecosystem Status, Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, DOI:0255-965X / 1842-4309, no. 41(2):pg.613-625

• Badea, O., Bytnerowicz, A., Silaghi, D., Neagu, S., Barbu, I., Iacoban, C., Iacob, C., Guiman, G., Preda, E., Seceleanu I., Oneață M., Dumitru I., Huber V., Iuncu H., Dincă L., Leca S., Taut I., 2012, Status of the Southern Carpathian forests in the long-term ecological research network. Environmental Monitoring and Assessment, doi: 10.1007/s10661-011-2515-7.

Lucrari BDI • Leca S., Dumitru I., Silaghi D, Chivulescu S., 2014, Structura arboretelor din

suprafetele extinse de monitorizare forestieră intensivă (nivel II), Revista Pădurilor, Vol 1-2, pg. 3-11.

• Chivulescu S., Badea O., Tomescu R., Silaghi D., Leca S., Turcu D., 2014, Structural features of virgin beech forests in Semenic mountains. The dynamic structure of virgin beech forest P20 Semenic between 2005-2013., Proc. Rom. Acad., Series B, 2014 16(2), p. 115-124.

60

Curriculum vitae Personal information

First name(s) / Surname(s) Stefan LECA Address 9A / I.C. Bratianu Bvd., 077030 Branesti (Romania)

Telephone(s) +40721974158 E-mail(s) leca_d_stefan@yahoo.com

Nationality Romanian Date and birth place 02 July 1984, Bucharest, 1st District

Gender Male Work experience

Dates From July 2012 untill present Occupation or position held Forest engineer

Main activities and responsibilities

- Scientific Researcher, member of the Forest Management research team and action coordinator in national and international projects.

Name and address of employer Forest Research and Management Institute - ICAS 128 / Bd. Eroilor, 077190 Voluntari (Romania)

Type of business or sector Forestry research and management Education and training

Dates October 2003 - June 2008 Title of qualification awarded Bachelor’s degree - forest engineer

Principal subjects / occupational skills covered

Forestry, technical studies, statistics

Name and type of organisation providing education and training

Faculty of Silviculture and Forest Engineering Transilvania University of Brasov, 29 / Eroilor Bvd., 500123 Brasov, Romania

Additional information Publications: ISI Journals • Popa I., Leca S., Crăciunescu A., Sidor C., Badea O., 2013, Dendroclimatic

Response Variability of Quercus species in the Romanian Intensive Forest Monitoring Network .Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, DOI:0255-965X / 1842-4309, no. 41(1): pg.326-332

• Badea O., Silaghi, D., Neagu, S., Taut, I. și Leca, S. (2013) ,Forest Monitoring - Assessment, Analysis and Warning System for Forest Ecosystem Status, Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, DOI:0255-965X / 1842-4309, no. 41(2):pg.613-625

• Badea, O., Bytnerowicz, A., Silaghi, D., Neagu, S., Barbu, I., Iacoban, C., Iacob, C., Guiman, G., Preda, E., Seceleanu I., Oneață M., Dumitru I., Huber V., Iuncu H., Dincă L., Leca S., Taut I., 2012, Status of the Southern Carpathian forests in the long-term ecological research network. Environmental Monitoring and Assessment, doi: 10.1007/s10661-011-2515-7.

BDI Journals • Leca S., Dumitru I., Silaghi D, Chivulescu S., 2014, Tree diameter distribution in

the Romanian extended intensive monitoring network (Level II), Revista Pădurilor, Vol 1-2, pg. 3-11.

• Chivulescu S., Badea O., Tomescu R., Silaghi D., Leca S., Turcu D., 2014, Structural features of virgin beech forests in Semenic mountains. The dynamic structure of virgin beech forest P20 Semenic between 2005-2013., Proc. Rom. Acad., Series B, 2014 16(2), p. 115-124.