Prezenţa unor ecosisteme rare pentru o anumită zonă poate constitui un motiv pentru efectuarea unui studiu mai detaliat, un astfel de caz fiind şi cel al ecosistemelor forestiere cantonate pe Dealul Radu, oarecum neobişnuite zonei în care se găsesc, şi justificate prin aşa-numita marginalitate ecologică. Aceasta este susţinută de prezenţa speciilor atipice pentru zona respectivă: carpen, frasin, tei; prezenţa unui mediu termoxerofil; condiţii ecologice marginale, care au favorizat conservarea speciilor din postglaciar (faza carpenului); necesitatea unor măsuri de gestionare durabilă a acestor ecosisteme forestiere.

Studiul a urmărit, pe baza utilizării unor metode cantitative specifice, o analiză a aspectelor referitoare la diversitate, precum şi a tendinţelor succesionale ale populaţiilor de arbori şi arbuşti din zona menţionată.

2.1 Locul cercetărilor

Sub aspect geografic, Dealul Radu este o terminaţie secundară a Obcinei Feredeului, fiind delimitat la nord-est şi est de pârâul Ioneilor, la sud şi sud-vest de râul Moldova, la vest şi nord-vest de pârâul Crăciuneştilor şi la nord de şeaua dintre vârful Lelii şi vârful Radu. Sub raport altitudinal, media este de 712,2 m, cu limite între 625 m (nivelul râului Moldova) şi 802 m, peste 35 % din suprafaţă fiind deţinută de altitudini cuprinse între 701-750 m (Anonymous, 2003).

Principala caracteristică a Obcinelor Bucovinei paralelismul culmilor şi văilor pe direcţia NV-SE concordă cu aceea a structurii geologice şi în cazul de faţă (Barbu, 1976). Analiza hărţii geologice a zonei arată o litologie simplă, care are la bază două categorii de substrate din seria şisturilor negre, caracteristice în mare parte fiecărui versant: argile şi şisturi negricioase lidiene versant sudic şi argile şi şisturi negricioase combinate cu gresii calcaroase şi calcare sideritice versant nordic. De altfel, din cauza eroziunii avansate, pe unele porţiuni de teren aceste roci apar la zi.

Se menţionează faptul că, sub raport pedologic, pe Dealul Radu solurile dominante sunt cele brune acide litice şi brune eumezobazice litice. În special pe versantul sudic, supus mai intens activităţilor umane, se întâlnesc suprafeţe întinse de soluri litice, cu un bogat conţinut de fragmente de rocă, în special gresii şi marne. Marnele prezintă, în cazul de faţă, o eroziune avansată, ca urmare a exploatării necorespunzătoare a pajiştilor şi păşunilor pe o perioadă de peste 250 de ani, nefiind favorabile instalării vegetaţiei, aceasta instalându-se cu greu în zonele în care este acum prezentă.

Sub raport administrativ, Dealul Radu se află în raza Ocolului Silvic Tomnatic – U.P. VI Tomnatic (tabelul 1), locul cercetărilor fiind situat în apropierea municipiului Câmpulung Moldovenesc (Anonymous, 1993; 2003). În plus, Dealul Radu reprezintă un obiect nimerit pentru cercetări ecosistemice, întrucât prin aşezarea versanţilor (majoritar expoziţii N şi NE, respectiv S şi SV) permite obţinerea de rezultate comparative.

Culegerea datelor de teren (2003) s-a făcut prin inventariere, după o reţea sistematică de 100 x 100 m, formată din 38 de cercuri, cu o suprafaţă fixă de 500 m2. Cercurile au avut raza variabilă, acolo unde a fost cazul aplicându-se corecţiile de pantă; delimitarea s-a făcut pe cale optică, prin utilizarea unui dispozitiv de măsurare Vertex III. Suprafaţa totală inventariată a ost de 1,9 ha, dintr-un total de 34,5 ha, corespunzător unui procent de inventariere de 5,5 %. Pentru arborii inventariaţi, în fiecare dintre cercuri s-au înregistrat următoarele caracteristici: specie, diametrul la înălţimea de 1,30 m, iar pentru un număr de 4-6 arbori/cerc, la principalele specii arborescente s-au măsurat şi înălţimile şi lungimea coroanei. De asemenea, în fiecare cerc s-au inventariat şi speciile arbustive.

Este cunoscut faptul că analiza sinecologică are în vedere în principal grupele dominante din diferitele straturi ale ecosistemului, considerându-se că acestea participă la metabolismul materiei din biocenoză în proporţii de aproximativ 80 %. Probele luate din unităţi standard de arie sau volum ale unui strat oarecare se supun apoi unei analize matematice, estimându-se o serie de indicatori care sunt în măsură să reliefeze caracteristicile biocenozei, exprimate prin două categorii de indicatori ecologici: analitici şi sintetici (Stugren, 1982).

2.2.1 Indicatori ecologici analitici

Indicatorii ecologici analitici pentru caracterizarea diversităţii specifice exprimă următoarele caracteristici biocenotice: abundenţa, constanţa, dominanţa (Stugren, 1982).

Abundenţa (A) reprezintă numărul absolut al indivizilor unei specii, prezenţi într-o anumită suprafaţă. Acest indicator se exprimă prin valoarea lui absolută, fiind mărimea de care ne folosim în calcularea celorlalţi indicatori. După valoarea abun denţei, caracterizăm speciile prezente în aria dată folosind următoarele expresii: rară, puţin rară, abundentă şi foarte abundentă.

Constanţa (C) exprimă continuitatea apariţiei unei specii în biotopul dat. Această caracteristică este considerată ca fiind un indicator structural, deoarece arată în ce proporţie o specie oarecare participă la realizarea structurii biocenozei. Cu cât valoarea indicatorului este mai mare, cu atât se consideră că specia dată este mai bine adaptată la condiţiile oferite de biotop. Constanţa se estimează cu ajutorul relaţiei:

unde:

C_A – constanţa speciei A ;

npA – numărul probelor în care se găseşte specia A;

N_p – numărul total de probe examinate.

În funcţie de valoarea acestui indicator, speciile se distribuie în următoarele clase: C1 accidentale, prezente între 1-25 % din probe; C2 accesorii, prezente între 25,1-50% din probe; C3 constante, prezente între 50,1-75 % din probe şi C4 euconstante, prezente între 75,1-100 % din probe.

Dominanţa (D) arată în ce relaţie se găseşte efectivul unei specii date faţă de suma indivizilor celorlalte specii cu care se asociază, exprimând abundenţa relativă. Dominanţa este considerată ca fiind un indicator al productivităţii, căci arată procentul de participare al fiecărei specii la realizarea producţiei de biomasă din biocenoză. Se calculează cu ajutorul indicelui de dominanţă (Balogh, 1958, citat de Stugren, 1982):

unde:

D_A – dominanţa speciei A;

nA – numărul total de indivizi din specia A, găsiţi în probele examinate;

N – numărul total de indivizi al tuturor speciilor prezente în probele examinate.

În funcţie de valoarea acestui indicator, speciile se distribuie în următoarele clase: D1 subrecedente (sub 1,1%), D2 recedente (între 1,1-2%), D3 subdominante (între 2,1-5%), D4 dominante (între 5,1-10%) şi D5 eudominante (peste 10%).

Aceşti indicatori cumulează valorile unor indicatori analitici sau introduc în relaţia de calcul mai mulţi parametri, în mod frecvent calculându-se indicele de semnificaţie ecologică şi indicele de afinitate cenotică.

Indicele de semnificaţie ecologică (W) reprezintă relaţia dintre indicatorul structural (C) şi cel productiv (D), ilustrând mai bine poziţia unei specii în biocenoză:

În funcţie de valoarea acestui indicator, speciile se distribuie în următoarele clase: W1 cu valori sub 0,1% (specii accidentale), W2 cu valori între 0,1-1% (specii accesorii), W3 cu valori între 1,1-5% (specii accesorii), W4 cu valori între 5,1-10% (specii caracteristice cenozei date) şi W5 cu valori peste 10% (specii caracteristice cenozei date).

Indicele de afinitate cenotică (q) evidenţiază afinităţile existente între speciile unui grup dintr-o biocenoză dată, stabilite în baza preferinţelor comune pentru condiţiile aceluiaşi mediu de viaţă şi permite punerea în evidenţă a speciilor caracteristice speciile cu afinitatea cea mai mare.

În mod frecvent, afinitatea cenotică se calculează cu ajutorul coeficientului lui Jaccard (q), aplicat prin relaţia (Ivan, 1979):

unde:

a – numărul probelor în care se găseşte specia A, indiferent dacă este sau nu şi B;

b – numărul probelor în care se găseşte specia B, indiferent dacă este sau nu şi A;

c – numărul probelor care conţin ambele specii.

Diversitatea specifică reprezintă raportul dintre numărul total de specii şi numărul total de indivizi dintr-o biocenoză dată, numită şi diversitate ecologică. Indicele de diversitate specifică este o măsură a gradului de stabilitate structurală al unei biocenoze date. O biocenoză stabilizată se caracterizează printr-un indice de diversitate ridicat, ceea ce presupune condiţii ecologice echilibrate, care pot permite unui număr mare de specii să convieţuiască şi să se dezvolte normal.

Unul din indicii prin care diversitatea specifică se poate estima, în baza probelor extrase din ecosistem, este indicele de diversitate, care se bazează pe probabilităţile de întâmplare ale evenimentelor legate în lanţ (Leahu,1976):

unde:

H(s) – indicele diversităţii;

S – numărul de specii;

pi- ni /N dominanţa speciei;

nI – numărul de indivizi ai speciei i;

N – numărul total de indivizi;

k –factorul de conversie pentru schimbarea bazei logaritmului de la 10 la 2 cu valoarea de 3,32192.

Conceptul diversităţii include următoarele noţiuni: diversitatea reală, diversitatea maximală, diversitatea relativă (echitabilitatea) (Mac Arthur, 1957 citat de Stugren, 1982).

Diversitatea reală (H_(S)) este aceea observată din analiza probelor şi va fi cu atât mai mare cu cât indicatorul H_(S) va avea o valoare mai mare şi reciproc. Pentru acelaşi număr de indivizi, diversitatea va creşte cu numărul de specii, în timp ce pentru acelaşi număr de specii, diversitatea va creşte cu numărul de indivizi.

Diversitatea maximală (H_(S)MAX) se atinge atunci când toate speciile prezente ar avea acelaşi număr de indivizi şi se obţine prin:

Diversitatea relativă (echitabilitatea) (H_R) reprezintă raportul dintre H _(S) şi H _(S)MAX :

Valoarea H_R arată în ce măsură diversitatea observată se îndepărtează de cea ipotetică (maximală), cu cât procentajul este mai mare, cu atât diversitatea reală se apropie de cea ipotetică. Când în probele studiate există specii dominante, reprezentate printr-un număr mare de indivizi, H _(S) scade, iar când există multe specii fără ca unele să domine evident pe celelalte, H _(S) creşte, apropiindu-se de H _(S)MAX ; aşadar, diversitatea relativă reprezintă o măsură a gradului de echilibru sau dezechilibru al unei comunităţi. Acest mod de a estima echitabilitatea este în prezent neutilizat, pe motivul că diversitatea maximă nu se poate atinge niciodată în natură, speciile neputând avea abundenţe egale.

S-a ales astfel o altă cale de calcularea echitabilităţii, propusă de Lloyd şi Ghelardi şi care constă în compararea diversităţii observate H _(S) cu diversitatea teoretică M _(S‘) , aceasta din urmă îndepărtându-se mai puţin de situaţia reală, fiind calculată pentru un acelaşi număr de specii observate, dar pentru care numărul de indivizi ar fi repartizat egal. Se propune calcularea echitabilităţii ca raportul dintre numărul teoretic de specii S’ şi numărul observat S (Lloyd şi Geraldi, 1964, citat de Stugren, 1982):

Numărul teoretic de specii S’ corespunde la acea valoare a diversităţii teoretice M _(S‘) egală cu H _(S) , calculat pe datele empirice, M _(S‘) fiind stabilită prin rezultatele consemnate într-un tabel conceput de autori (Stugren, 1982). Valoarea se apropie de 0 când speciile au o divergenţă maximă (numărul de indivizi corespunzător fiecărei specii este foarte variabil) între ele şi este egală cu 1 când toate speciile au frecvenţe egale. Procentul obţinut arată cât la sută reprezintă diversitatea comunităţii studiate faţă de o comunitate ideală, cu acelaşi număr de specii, dar cu indivizi distribuiţi echitabil.

Diversitatea structurală are în vedere modul de grupare a indivizilor în spaţiu, raporturile lor funcţionale şi variabilitatea dimensiunilor. Este cunoscut faptul că structura geometrică a unui ecosistem prezintă o importanţă deosebită, întrucât asigură stabilitatea internă a componentelor, ilustrează modul în care sunt exploatate resursele şi, în final, capacitatea indivizilor, respectiv a speciilor de a face faţă concurenţei, sub controlul multitudinii factorilor ecologici.

Pentru evaluarea diversităţii structurale s-a apelat la o serie de indici, o parte din aceştia fiind cunoscuţi şi utilizaţi în mod curent din lucrările de biometrie forestieră suprafaţa de bază, diametrul mediu şi coeficientul de variaţie al acestuia, indicele Gini.

O primă prezentare şi aplicaţie a indicelui Gini şi a curbei Lorenz (Camino, 1976) în literatura românească de specialitate este făcută de Barbu şi Cenuşă (2001). Stocker (2002), utilizând drept punct de plecare alura curbelor lui Lorentz, recomandă utilizarea coeficientului Gini numit grad de eterogenitate care are ca bază de calcul raportul dintre suprafaţa desemnată de curba Lorentz şi diagonală, şi suprafaţa totală a triunghiului determinat de cele două laturi şi diagonală. În acest caz, valoarea zero reprezintă omogenitatea maximă, iar valoarea unu eterogenitatea maximă. Utilizat ca indice structural global, indicele Shannon poate exprima cantitatea de informaţie introdusă de numărul de specii şi de distribuţia numărului de arbori pe categorii de diametre pentru fiecare specie.

Pentru cazul studiat, expoziţia, panta şi insolaţia, coroborate cu activitatea antropică manifestată cu o intensitate puternică în ultima jumătate de mileniu (Barbu, 1982) sunt factori importanţi, care este necesar a fi luaţi în considerare. În cazul pantei, este cunoscut rolul acesteia ca factor ce determină gradul de încălzire al solului, acumularea şi scurgerea precipitaţiilor lichide şi solide, gradul de înrădăcinare al arborilor; pentru zona studiată, analiza efectuată pe baza modelului digital al terenului (scara 1:5000) a pus în evidenţă că majoritatea suprafeţelor au pante cuprinse între 31 şi 40 de grade, ceea ce corespunde unei înclinări pronunţate.

Gradul de insolaţie indicator al posibilităţilor termice ale suprafeţelor a fost calculat ca o combinaţie între latitudine, expoziţie, pantă, după metoda Stanciu (1972), determinându-se trei nivele de insolaţie: semiînsorit (valoarea 2), însorit (valoarea 3) şi supraînsorit (valoarea 4), în concordanţă cu metodologia citată aceste grade de insolaţie reprezentând fracţiuni din insolaţia maxim-posibilă: semiînsorit 51-70%; însorit 71-90%; supraînsorit 91-100%.

Diversitatea specifică, calculată potrivit relaţiilor menţionate anterior, este prezentată în tabelul 2.

Valorile calculate pentru diversitatea reală, diversitatea maximă şi diversitatea relativă (echitabilitatea) sunt: H_(S)= 2,4758, H_(S)MAX= 10,1382 şi H_R= 0,2442. Datele din tabelul 1 arată că speciile cele mai abundente sunt molidul, păducelul şi carpenul, în timp ce între speciile rare pot fi enumerate frasinul, laricele, teiul, cireşul şi pinul, iar dintre speciile foarte rare, mărul, plopul, părul, paltinul, fagul şi ulmul.

Din punctul de vedere al constanţei, singura specie euconstantă este molidul, ceea ce demonstrează faptul că aceasta este cel mai bine adaptată condiţiilor din zonă. Clasa speciilor constante include carpenul şi păducelul şi acestea prezentând o adaptabilitate crescută, în timp ce în clasa speciilor accesorii se încadrează teiul şi frasinul. Majoritatea speciilor larice, cireş, măr, pin, plop, paltin, fag şi ulm, păr sunt incluse în categoria speciilor accidentale.

Din punctul de vedere al dominanţei speciilor, în categoria speciilor eudominante intră molidul, păducelul şi carpenul, aceste specii având procentul cel mai important în creşterea productivităţii primare a ecosistemului. În categoria speciilor dominante intră frasinul şi laricele, specii cu un aport semnificativ în producerea de biomasă. Speciile subdominante sunt reprezentate de tei, în timp ce dintre speciile recedente, în suprafaţa studiată apar cireşul şi pinul. Clasa cea mai bine reprezentată este cea a speciilor subrecedente: măr, plop, păr, paltin, fag şi ulm.

Indicele de semnificaţie cenotică (tabelul 3) ne indică faptul că speciile caracteristice fitocenozei luate în discuţie sunt molidul, carpenul şi păducelul, speciile accesorii – cuprinse în două clase – sunt reprezentate de frasin şi tei, respectiv cireş, în timp ce speciile accidentale sunt cele predominante: pin, măr, plop, paltin şi fag, păr şi ulm.

Pentru caracterizarea diversităţii structurale, ambii indici Lorentz şi Gini au fost calculaţi pentru fiecare suprafaţă de probă. S-a constatat că un procent ridicat din suprafaţă (92,1%) corespunde unor valori ale acestui indice cuprinse între 2,1 şi 3,0. Pentru zona studiată, valoarea medie a indicelui Lorentz (fig. 1) este 2,52, cuprinsă între 1,5 şi 4,22 cu un coeficient de variaţie de 30%. Este de remarcat faptul că domeniul de variaţie al acestui indice este foarte restrâns, cantonându-se în jumătatea valorilor mici (<5), ceea ce indică o omogenitate ridicată, care însă nu reflectă întotdeauna situaţia din teren. Din punct de vedere al distribuţiei spaţiale, analiza (neprezentată în lucrarea de faţă), omogenitatea structurală se întâlneşte pe versanţii umbriţi unde participarea molidului este mare, în timp ce pe versanţii sudici se întâlnesc zone cu o eterogenitate mai ridicată.

Corespunzător indicelui Gini, (fig. 2) procentul cel mai ridicat (28,9 %) este ocupat de zone cu o eterogenitate medie (0,50,6), 32,5% din suprafaţă având o structură complexă, cu eterogenitate ridicată. Valoarea medie este de 0,52, aceasta fiind cuprinsă între 0,26 şi 0,73, cu un coeficient de variaţie de 25 %. După cum se poate constata, valorile arătate indică o eterogenitate medie (fig. 2), corespunzătoare unor arborete amestecate, dar echiene (de aceeaşi vârstă) sau relativ echiene (de vârste apropiate). Relaţia dintre aceşti doi indici are o valoare foarte semnificativă, negativă (R = -0,788), ceea ce arată faptul că indicaţiile lor pot fi considerate complementare.

În prezentul studiu, indicele Shannon ia valori cuprinse între 2,23 şi 4,28. Distribuţia suprafeţelor în raport cu acest indice se prezintă în figura 3. Se constată că 47,4% din suprafaţa studiată are indicele cuprins în treapta valorică 3,6-4,0. Sub valoarea 3 este înregistrat un procent de 15,7%. Valoarea medie a acestui indice este de 3,52 corespunzătoare unui grad redus de organizare, cu un coeficient de variaţie de 13,1 %.

3.3. Analiza interacţiunilor dintre factorii şi elementele luate în studiu

Este cunoscut faptul că între diferitele componente ecosistemice există numeroase relaţii complexe: factori microstaţionali diversitate specifică, factori microstaţionali diversitate structurală, între diferitele componente ale diversităţii specifice, între diferitele componente ale diversităţii structurale, diversitate specifică diversitatea structurală. Aceste relaţiile bilaterale dintre diferitele componente au fost evidenţiate prin aplicarea metodei de analiză a corelaţiei, obţinându-se matricea coeficienţilor de corelaţie (tabelul 4). Valorile limită ale acestor coeficienţi la 37 grade de libertate sunt: R = 0,317 pentru nivelul semnificativ, R = 0,407 pentru nivelul distinct semnificativ şi R = 0,508 pentru nivelul foarte semnificativ.

Sub raportul diversităţii specifice, faptul că păducelul are o afinitate cenotică cu principalele specii poate fi considerată o consecinţă a păşunatului. De exemplu, afinitatea cenotică dintre păducel şi molid este una conjuncturală, spre deosebire de afinitatea cenotică dintre carpen, frasin şi tei, cele trei specii fiind întâlnite frecvent în şleaurile de deal. Valoarea procentuală a diversităţii relative (24 %) ne arată că diversitatea observată reprezintă numai un sfert din diversitatea ipotetică, aceasta din urmă, însă, nu poate fi atinsă, datorită marii variabilităţi a condiţiilor microstaţionale şi a cerinţelor speciilor inventariate. Toate datele referitoare la diversitatea specifică probează faptul că Dealul Radu prezintă o mare diversitate a speciilor de arbori forestieri, dată de modul de grupare în raport cu condiţiile microstaţionale, cu gradul de degradare a solului şi cu intensitatea păşunatului.

Utilizând indicele Gini, Camino (1976) a demonstrat că în arboretele cu structuri diversificate, având raporturi bune de creştere, omogenitatea este mai redusă decât în arboretele slab productive, gradul de omogenitate putând furniza informaţii valoroase asupra evoluţiei structurale a pădurii: la început, omogenitatea este ridicată, ea scăzând o dată cu înaintarea în vârstă. În general, intervenţiile silviculturale ridică gradul de omogenitate. Testarea în condiţiile pădurilor naturale Slătioara (Cenuşă, 2002) a pus în evidenţă valori ale indicelui Lorentz (H) între 1,7 şi 7,3 şi ale indicelui Gini (G) între 0,3 şi 0,8, găsindu-se că nu ambii indici reflectă întotdeauna acelaşi grad de omogenitate, indicele Gini fiind mai reprezentativ. În acelaşi caz, aplicarea indicelui Shannon în cazul diametrelor a evidenţiat o valoarea medie de 4,39.

Valorile spaţiale calculate (neincluse în lucrare) ale indicilor diversităţii structurale indică faptul că aceasta creşte odată cu variabilitatea condiţiilor staţionale. Totodată, ei pun în evidenţă o omogenitate mare, comparativ cu pădurile naturale din zo-nă, semnificaţia acesteia stând în faptul că pădurea studiată se află, încă, în stadiile incipiente ale succesiunii secundare.

Analiza comparativă a valorilor coeficienţilor de corelaţie (tabelul 3) a condus la identificarea unor relaţii corelative, în continuare luându-se în considerare numai cele foarte semnificative şi distinct semnificative, atât pozitive (+), cât şi negative (-).

Relaţii foarte semnificative. Din punct de vedere al factorilor ecologici, a rezultat că insolaţia terenului este un factor limitativ (-), atât pentru procentul de răspândire a molidului, cât şi pentru valoarea diametrului mediu. Sub raport structural, majoritatea legăturilor sunt, de asemenea, negative: păducelul, prin dimensiunile reduse influenţează negativ valoarea diametrului, în timp ce stadiul de dezvoltare al pădurii, exprimat sintetic prin suprafaţa de bază, determină scăderea numărului de tufe de alun. S-au identificat şi o serie de legături autocorelative: (+) valoarea diametrului influenţează valoarea suprafeţei de bază, iar valoarea coeficientului de variaţie a diametrului mediu influenţează indicele Gini şi (-) între coeficientul de variaţie al diametrului mediu şi valoarea indicelui Lorenz, şi între aceasta din urmă şi valoarea indicelui Gini, toate date de modul de calcul al indicilor respectivi.

Sub raportul relaţiilor dintre specii cazul a două dintre speciile eudominante -procentul molidului este în relaţie inversă cu procentul carpenului (-), fapt pus pe seama pretenţiilor ecologice complementare. În cazul celei de-a treia specii din această categorie, s-a găsit că (+) procentul de răspândire a păducelului influenţează direct numărul de arbori, coeficientul de variaţie al diametrului şi valoarea indicelui Gini, deci este un element de influenţă pentru diversitatea structurală. Între participarea cireşului şi a plopului există o legătură sinergică (+), ambele specii având cerinţe pentru umiditatea solului, găsindu-se deci pe microdepresiuni, prezenţa ultimei specii fiind, de asemenea, legată de prezenţa pinului silvestru (+). Procentul de răspândire a ulmului este (+) în strânsă legătură cu prezenţa mărului, pe baza unor cerinţe staţionale echivalente.

Relaţii distinct semnificative. Dinte factorii ecologici, (+) treapta de insolaţie determină procentul de răspândire a păducelului şi numărul de specii, în timp ce procentul de răspândire a laricelui creşte în raport cu altitudinea, fapt explicat de temperamentul acestei specii. De asemenea, valoarea pantei influenţează, prin înrăutăţirea condiţiilor de vegetaţie, nivelul indicelui Shannon pentru diversitatea structurală, în timp ce (-) creşterea altitudinii determină scăderea procentului de participare a carpenului.

Structural, procentul de participare a molidului determină în mod direct valoarea suprafeţei de bază (+), în timp ce creşterea participării pinului duce la uniformizarea diametrelor (scăderea coeficientului de variaţie a diametrului mediu) şi, cu cât creşte numărul de specii, cu atât descreşte valoarea diametrului mediu şi, implicit a suprafeţei de bază, ca efect al concurenţei (-).

Din punctul de vedere al relaţiilor dintre specii, răspândirea plopului este strâns legată de prezenţa alunului, ca urmare a aceloraşi cerinţe faţă de lumină, în timp ce prezenţa mărului şi a alunului influenţează numărul de specii.

Utilizarea unor date cu caracter istoric în analiza succesiunilor este o practică obişnuită, acestea putând compensa informaţii care, prin utilizarea experimentelor chiar pe termen lung nu pot fi obţinute; acest gen de investigaţie a fost utilizat, spre exemplu, în cazul validării modelului SORTIE (Pacala et al., 1996), fiind adoptat şi în cazul Dealul Radu, în vederea înţele-gerii evoluţiei ecosistemelor studiate.

Se poate considera că impactul activităţii umane asupra acestor ecosisteme are origini vechi, susţinute şi de legenda istorică “Dodul şi tătarii”, publicată pentru prima dată de către Simion Florea Marian în anul 1878 (Marian, 1981) şi în care se găseşte următorul pasaj: “Toţi sătenii, dintre care partea cea mai mare era dusă la lucru pe Valea Caselor, unii însă pe dealul Hâga şi Cucoara, iar alţii dincolo de Moldova, pe muntele Radu, precum şi pe văile din apropierea acestora, cum auziră toaca sunând, părăsiră lucrul, alergară din toate părţile, unii cu coasele, alţii cu furci şi iarăşi alţii cu securi şi lănci, mai pe scurt fiecare cu ce-a putut mai degrabă apuca în mâini …”. Din relatările legendei, se pot deduce cel puţin două aspecte: (i) Dealul Radu (denumit munte) era supus unei activităţi umane intense alături de zonele învecinate, datorită existenţei localităţii Valea Caselor, cu o populaţie în expansiune şi (ii) după uneltele luate la repezeală în scop de apărare se poate deduce că activităţile zilnice erau îndreptate cel puţin spre două ecosisteme: pajiştile şi pădurile.

O dovadă certă privind exploatarea intensă şi îndelungată a terenului din zona Dealului Radu o constituie un act de vânzare-cumpărare încheiat în 1790, din care se citează: “precum să ştii că avându eu moşioară dreaptă a me de la moşii mei cari să chiamă dealul Radu cari hotarul esti din gios din gura părăului Ioneilor şi acole purcedi pi cărare în sus până în vadul cailor în Moldova şi apucă Moldova în sus pănă în gura părăului Crăciuneştilor, şi părău la deal pănă în vărvul dealului şi tot vărvul dealului pănă ci coboară iarăşi în părăul Ioneilor, şi s’au încheiatu haturile.” Documentul de mai sus, publicat de către T.V. Ştefanelli (1915), prezintă o importanţă istorică deosebită, deoarece face dovada unei utilizări foarte intense a terenurilor din zonă, pe de o parte, şi stabileşte pentru prima dată limitele naturale ale Dealului Radu, pe cealaltă parte.

În aceste condiţii, se poate afirma că activitatea umană a început în jurul anului 1500, o dată cu primele dovezi de aşezări umane. Această activitate s-a desfăşurat în primul rând în scopul dobândirii unor spaţii cât mai extinse pentru fâneţe şi păşuni, făcându-se totdeauna în detrimentul pădurii, astfel că, treptat, structura pădurii a fost modificată prin defrişări (lăzuiri) sau prin incendieri, până la dispariţia acestuia.

În condiţiile în care fâneţele au pierdut din productivitate, suprafeţele respective au fost supuse unui păşunat intens, care practicat pe versanţi sudici, pe pante mari şi pe substraturi litologice friabile, a condus la pierderea învelişului de sol şi, ulterior, la abandonarea terenului.

În raport cu cele două zone distincte determinate de expoziţia dominantă a versanţilor (N şi NE, respectiv S şi SE), evoluţia succesională s-a manifestat diferit. Astfel, pe versantul nord-estic pădurea s-a menţinut cu continuitate, fără ca intensitatea activităţilor umane să afecteze ecosistemul. Pe versantul sudic însă, pădurea a suferit un şir lung de transformări concretizate în: (i) înlăturarea pădurii în scopul obţinerii de suprafeţe pentru păşuni şi fâneţe de către o populaţie aflată în creştere; supraexploatarea suprafeţelor defrişate pe parcursul a peste trei secole, (ii) declanşarea fenomenelor de eroziune a terenurilor şi favorizarea alunecărilor, (iii) abandonarea terenurilor, care a corespuns cu faza de declanşare a succesiunii secundare, (iv) colonizarea terenurilor practic nude cu specii adaptate la condiţii grele (păşunat, încălzirea solului, lipsa humusului, etc.), favorizată de natura substratului (roci friabile, de reacţie neutră la moderatbazică) şi de existenţa carpenului ca relict al unei faze distincte la această zonă altitudinală şi (v) consolidarea vegetaţiei în structurile existente şi extinderea spaţială. Prin aceste procese se poate explica menţinerea carpenului ca specie de bază pe versantul însorit şi lipsa concurenţei din partea fagului care, ca specie de umbră, nu se putea dezvolta în aceste condiţii.

În raport cu păşunatul intens, speciile forestiere mai robuste adoptă o strategie care le permite să supravieţuiască. Vătămată an de an prin ciupire sau roadere, specia respectivă (carpen, alun, tei) dezvoltă creşteri reduse, până depăşeşte nivelul critic de vătămare (1,5-2,0 m). Odată depăşit acest nivel, creşterile se activează şi arbo-rele se poate dezvolta nestingherit Speciile forestiere adaptate la păşunat sunt echipate cu ţepi care le permit supravieţuirea. În prezentul studiu au fost întâlnite măceşul, dracila şi păducelul. Aceste specii se dezvoltă la marginea pădurii, constituind avangarda înaintării acesteia în zonele des păşunate (fig. 7). Se poate constata o organizare specifică a lizierei, constituită din succesiunea spaţială: mărăcinişuri-manta-pădure.

Abandonarea terenurilor intens degradate a însemnat declanşarea evoluţiei ecosistemelor forestiere de pe Dealul Radu în două direcţii diferite: (i) împădurirea pe cale artificială a unor zone mai accesibile, începută la sfârşitul secolului al XIX-lea ca o consecinţă a unei politici de împădurire a izlazurilor degradate adoptate de Fondul Bisericesc al Bucovinei (Gârbu, 1934) şi în care s-au utilizat în principal molidul, laricele şi, mai rar, pinul silvestru (fig. 8) şi (ii) regenerarea naturală pe terenurile cu degradare extremă a unor specii pioniere de mare rezistenţă, în special la păşunat, fie datorită habitusului (măceş, păducel), fie datorită unei ridicate capacităţi de lăstărire (alun, carpen, tei), sau de regenerare (plop, frasin). Procesul de colonizare se desfăşoară şi la ora actuală pe terenuri lipsite de sol sau cu început de solificare (fig. 9). Astfel, se poate explica de ce Dealul Radu prezintă o diversitate ridicată a speciilor forestiere.

Vegetaţia forestieră s-a instalat pe versantul sudic al Dealului Radu, prin ambele căi arătate: partea vestică (parcela 71A) a fost constituită prin împădurirea cu molid a terenurilor abandonate, iar parcelele 71B şi 72A reprezintă rezultatul succesiunii secundare a pădurii în lipsa intervenţiei antropi-ce, cu întreaga serie de transformări ulterioare. Privite prin prisma noilor teorii privind succesiunea ecosistemelor forestiere (Thomasius, 1998) rezultatele obţinute evidenţiază clar importanţa activităţilor umane şi a condiţiilor micro-staţionale în dirijarea sensului evoluţiei succesionale a vegetaţiei forestiere. Sub influenţa condiţiilor stationale specifice, pe versantul însorit este frânată dezvoltarea fagului, astfel încât porţiunile aflate în stadiul pionier vor evolua către stadiul intermediar, cu participarea carpenului, teiului şi eventual a frasinului, fiind eliminate treptat specii precum păducelul sau alunul. Cu alte cuvinte, pentru condiţii staţionale modificate, în care s-a declanşat succesiunea de tip alogen, atractorul rămâne asociaţia vegetală de tip intermediar, pe bază de carpen-frasintei. În schimb, pe versantul umbrit, în condiţii staţionale nemodificate, succesiunea de tip autogen poate evolua de la faza intermediară, bazată pe molid, către o fază climax, al cărui atractor va fi amestecul de răşinoase şi fag, determinat de constelaţia originară a factorilor staţionali.

O altă problemă este aceea a relaţiei dintre condiţiile staţionale modificate antropic şi biodiversitate. Din rezultatele obţinute se poate constata că nivelul de biodiversitate creşte în condiţiile unor ecosisteme marginale, de altfel, prin declanşarea succesiunii secundare fiind de aşteptat ca acest fenomen să se producă.

Necesitatea unor asemenea studii este evidentă, cu atât mai mult cu cât valoarea biopatrimonială a pădurii se cere a fi din ce în ce mai mult pusă în evidenţă.

Bibliografie

Anonymous, 1993. Amenajamentul Ocolului silvic Tomnatic. Studiu general.

Anonymous, 2003. Amenajamentul Ocolului silvic Tomnatic. Studiu general.

Barbu, I., 1982. Cercetări privind influenţa factorilor din sol şi a altor factori staţionali asupra rupturilor şi doborâturilor produse de zăpadă în pădurile din Bucovina. Teză de doctorat, Universitatea din Braşov.

Barbu, N., 1976. Obcinele Bucovinei. Ed. Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti.

Camino, R., 1976. Zur Bestimmung der Bestandeshomogenitaet. A.F.J.Z. 147 (2-3): 54- 58.

Cenuşă, R., 2002. Cercetări privind relaţia structură- funcţie şi evoluţia ecosistemelor forestiere naturale din nordul ţării. Manuscris I.C.A.S.

Gârbu, St., 1934. Monografia Fondului Bisericesc din Bucovina. Manuscris I.C.A.S.

Ivan, Doina, 1979. Fitocenologia şi vegetaţia Republicii Socialiste România. Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, p. 136-153.

Leahu, Ştefania, 1978. Structura arboretelor în gradul lor de organizare în lumina teoriei informaţiei. Rev. Păd. 6.

Marian, S. F., 1981. Legende istorice din Bucovina (ed. Paul Leu). Ed. Junimea, Iaşi.

Pacala, S. W., C. D. Canham, J. Saponara, J. A. Silander, Jr., R. K. Kobe, and E. Ribbens. 1996. Forest models defined by field measurements: II. Estimation, error analysis and dynamics Ecol. Monogr. 66: 1-43.

Stanciu, N., 1972. Insolaţia şi rezerva de apă a solului. Ed. Ceres, Bucureşti.

Stefanelli, Th. V., 1915. Documente din vechiul ocol al Câmpulungului Moldovenesc, Ed. Academiei, Bucureşti.

Stoecker, G., 2002. Analyse und Vergleich von Bestandesstrukturen natrunaher Fichtenwaelder mit Lorenz- und Gini- Koeffizienten. Centralbl. Fur das gesamte Forstwessen, Heft 1, 5: 12-39.

Stugren, B., 1982. Bazele ecologiei generale. Ed. Ştiinţă şi Enciclopedică, Bucureşti, 435 p.

Summary: Aspects regarding the diversity and succesion in marginal ecosystems (Dealul Radu) from the North of Eastern Carpathians

The study is performed in marginal ecosystems from the Northern part of Eastern Carpathians. Aim of the study was sustained by some reasons: (i) the presence of Carpinus betulus, Fraxinus betulus and Tilia cordata in an area where these are not typicaly; (ii) favorable ecological conditions which have promoted the conservation of, after glacial age species (Carpinus betulus).

The evaluation of the main characteristics regarding the diversity was performed using specific indices and the study of the succesion included assertions regarding geology and soil, insolation and from hystorical books related to the study area. Relationship between diversity and succesion suggest the presence of the initial stages, sustained by some characteristic species: Crategus monogyna, Corylus avellana, Malus sylvestris etc. Some future possible pathways of succesion, function of the land use, are presented.

Keywords: marginal ecosystems, diversity, succesion pathways

Autorii. Conf.dr.ing. Radu Cenuşă, este decanul Facultăţii de Silvicultură, Universitatea “Ştefan cel Mare” Suceava. Poate fi contactat la adresa de e-mail: raducenusa@usv.ro

Ing. Marius Teodosiu este cercetător ştiinţific la Staţiunea Experimentală de Cultura Molidului Câmpulung Moldovenesc. Poate fi contactat la adresa de e-mail: mteo@go.ro

Ecol. Elena Cenuşă, este ecologul Parcului Naţional Călimani. Poate fi contactată la adresa de e-mail: ecenusa@yahoo.com