1. Introducere

Biometria coroanei, prin diverşii ei parametri, prezintă o deosebită importanţă, fiind un indicator indirect al proceselor energe-tice, hidrologice şi concurenţiale care se desfăşoară la nivelul arboretului, în acelaşi timp putând contribui în mod hotărâtor şi la explicarea comportamentului arborilor la acţiunea vântului sau a zăpezii.

Biometria coroanelor arborilor prezintă interes atât din punct de vedere fiziologic, cât şi fitosociologic, sub raportul unor procese din care rezultă intensitatea acţiunii mediogene a pădurii. Fiziologic, se are în vedere faptul că prin coroană au loc cele mai importante schimburi, ea reprezentând practic interfaţa pădurii cu atmosfera. Din punct de vedere fitosociologic, prin carac­teristicile ei biometrice, coroana reflectă relaţiile de competiţie din cadrul colectivi­tăţii, iar sub raportul modelării micromediului aceasta reprezintă un adevărat filtru biologic, determinând climatul specific pădu-rii, prin modificarea parametrilor meteorologici şi hidrologici.

După traseul de conducere a apei din precipitaţii în coroana arborilor, Otto (1994) deosebeşte două tipuri de coroană: acoperiş şi pâlnie. Molidul este încadrat în primul tip, datorită faptului că, prin arhitectura coroanei sale, care joacă rolul unei mantale externe, precipitaţiile sunt conduse către sol. Astfel, zona de sol cu umiditatea cea mai ridicată se află de obicei la periferia proiecţiilor coroanelor. Delfs, citat de Mayer (1976), pune în evidenţă relaţia din­tre stadiul de dezvoltare al arboretelor de molid şi gradul de intercepţie al coroanelor. Astfel, desişul reţine 11 %, părişul 21 %, codrişorul 36 %, iar codrul mijlociu 39 % din precipitaţiile căzute în terenul liber. Pentru desfăşurarea proceselor fiziologice în condiţii optime, molidul are nevoie de 1,3 g apă la 1 g substanţă uscată, mai puţin comparativ cu laricele (1,8) sau pinul silvestru (1,7)(Mayer, 1976).

După Prieheuser (1958), forma coroanei este foarte strâns corelată cu forma de rami­ficare. Plecând de la acest fapt, Schmidt­Vogt (1987), întreprinde o analiză exha­ustivă a relaţiei dintre tipurile de ramificaţie şi creştere, precum şi a relaţiei dintre tipul de ramificaţie şi rezistenţa la diverşi factori perturbatori. Fiecare tip de ramificaţie pre­zintă, ca urmare a adaptărilor, particularităţi specifice de captare a energiei solare, un rol important fiind jucat de raportul dintre lăţimea coroanelor şi poziţia ramurilor de ordinul II. Totodată, cercetări fiziologice au evidenţiat faptul că cele mai intense procese energetice se desfăşoară în porţiunile exterioare şi de vârf ale coroanelor arborilor de răşinoase. Cercetări efectuate pe un arbore de duglas în vârstă de 38 de ani (Woodmann, 1971, citat de Kramer şi Kozlowski, 1979) au evidenţiat faptul că nivelul maxim al fotosintezei se înregistrează la acele din anul curent, de pe al şaptelea verticil (din 18, câte avea întreaga coroană a arborelui de probă), considerat de la vârf înspre bază.

După Halle şi Oldemann (1970), pentru fiecare specie se poate defini un model arhi­tectural al coroanei, cu ajutorul a patru ca­racteristici: creşterea (ritmică sau conti­nuă), tipul de ramificaţie, diferenţierea axelor plagiotrope şi ortotrope şi poziţia organelor sexuale pe axe laterale sau termi­nale; pentru molid a fost definit modelul Massart, bazat pe un plan de organizare ie­rarhică, numit astfel după autorul care l-a descris pentru prima dată. Alte cercetări au pus în evidenţă legătura dintre temperament, strategia în succesiune şi modelul arhitectural (Schnitzler, 2002).

Scopul acestei lucrări este de a prezenta valorile unor parametri biometrici ai coroanelor arborilor de molid, în relaţie cu poziţia fitosociologică şi cu vârsta, pentru arborete echiene de molid de productivitate superioară.

2. Materiale şi metodă

Investigaţiile s-au desfăşurat în patru arborete echiene de molid provenite din plantaţii, de clasa I de producţie, cu consistenţă 0,9-1,0, de diferite vârste: 30, 50, 70, respectiv 100 de ani, localizate la nivelul Ocolului Silvic Experimental Tomnatic (U.P. I Demacuşa), Direcţia Silvică Suceava.

În urma inventarierilor statistice, au fost desemnaţi arborii de probă, câte unul pentru fiecare clasă Kraft, care au fost doborâţi, pentru fiecare arbore efectuându-se măsurători ale diametrelor, înălţimii totale, lungimii coroanei, precum şi măsurători specifice, respectiv numărarea, măsurarea şi cântărirea ramurilor din fiecare verticil. Aceste elemente au stat la baza calculelor indicatorilor prezentaţi în continuare.

Fiind cunoscut faptul că proporţia greutăţii acelor în coroana unui individ este o mărime variabilă, determinată în principal de vârstă şi de condiţiile de iluminare şi mai dificil de determinat cu exactitate în mod experimental, în cadrul cercetărilor s-au prelevat eşantioane din două arborete de vârste diferite (30 şi 70 ani), din fiecare clasă Kraft. În vederea separării acelor de ramuri, acestea au fost depozitate sub acoperiş, la aer, timp de 6 luni, după care au fost cântărite şi analizate.

3. Rezultate

Structura verticală a arboretelor incluse în studiu, exprimată prin distibuţia arborilor pe clase Kraft, în raport cu I (indicele de densitate), I» (indicele de desi­me) şi d (diametrul la 1,3 m) se prezintă în tabelul 1. Din analiza datelor se poate re­marca faptul că, deşi sub raportul consistenţei apreciată vizual arboretele ar fi relativ omogene, în special indicii de desime indică unele diferenţe induse de momentul şi de intensitatea aplicării răriturilor. Pentru fiecare categorie de vârstă, cei mai mulţi arbori se găsesc în clasa a II-a Kraft, în timp ce cei mai puţini arbori se înregistrează în clasa a IV-a, fapt explicabil prin practicarea anterioară a unor rărituri slabe de jos. Analiza distribuţiilor procentuale poate conduce la aprecierea că, acceptând toleranţe de 10 %, arboretele prezintă structuri verticale asemănătoare.

Lungimea coroanei verzi reprezintă un prim parametru capabil să reflecte inten­sitatea proceselor fiziologice şi competiţionale (creştere, elagaj natural, eliminare naturală etc.). Datele obţinute în urma măsurătorilor sunt prezentate în tabelul 2.

După cum se poate observa, nu există relaţii liniare de creştere în raport cu vârsta, după cum nu se poate observa nici o descreştere liniară în raport cu clasa Kraft, deşi aceste tendinţe sunt surprinse. Analiza regresiei multiple arată că relaţia dintre lungimea coroanei şi vârstă, poziţie Kraft, diametru de bază şi înălţime (R² = 0,802***) poate fi înlocuită numai prin relaţia liniară dintre diametrul de bază şi această caracteristică luată în considerare:

Lcor [m] = 0,394 Du [m] + 3,06 (R² = 0,793***) (1)

Acest fapt este explicabil, dacă se are în vedere faptul că cele patru variabile inde­pendente sunt legate între ele prin relaţii directe, rezultate în urma procesului de creştere şi dezvoltare.

Volumul coroanei prezintă importanţă mai ales ca spaţiu fizic în care se desfăşoară procesele de schimb dintre arbore şi atmosferă. Prin cercetări, s-a constatat că şi acesta se află în strânsă corelaţie cu vârsta şi cu poziţia sociologică a arborelui (tabelul 3), cel mai mare volum fiind deţinut, fără excepţie, de partea inferioară a coroanei (fig. 1-4).

Deşi deţine cel mai mare volum, această porţiune joacă un rol neglijabil în retenţia precipitaţiilor, precum şi în desfăşurarea proceselor metabolice. Din acest punct de vedere, vârful şi treimea mijlocie sunt por­ţiunile care prezintă interes de aceea vătă­mările severe produse de vânt sau zăpadă în aceste zone se soldează de cele mai multe ori cu colapsul arborelui. Ca şi în cazul lungimii coroanelor, s-a constatat o relaţie strânsă între diametrul de bază şi volumul coroanei, caracterizată prin expresia:

Vcor [m3] = 4,376e^{m4 D [cm]} (R=0,7519***) (2)

Utilizând valorile corespunzătoare fiecărei clase Kraft şi ponderea în cadrul arboretului, s-a calculat, pentru fiecare vârstă şi pentru fiecare arboret, valoarea “volumului verde”. De asemenea, cu ajutorul valorii înălţimii medii ponderate, s­a determinat volumul spaţiului fizic ocupat de acel arboret, care se prezintă în tabelul 4.

Se poate constata o relaţie directă între vârstă, indicele de desime şi gradul de ocupare prin coroane a spaţiului fizic al pădurii. Procesele de eliminare naturală şi de elagaj natural care, se ştie, prezintă o dinamică strict legată de evoluţia stadială a arborilor, joacă un rol esenţial în determinarea mărimii acestui indicator.

În tabelul 5 se prezintă greutatea coroa­nei verzi, pe vârste şi clase poziţionale. Gre­utatea medie s-a obţinut ca o medie ponde­rată dintre greutatea coroanei verzi a arborelui de probă din fiecare clasă poziţională şi procentul de participare al arborilor din fiecare clasă. Variaţia greutăţii coroanei verzi în funcţie de vârstă şi clasa poziţională este evidentă: odată cu vârsta, greutatea coroanei verzi creşte, aproape liniar (figura 5).

În figura 5 se prezintă grafic repartiţia în lungul fusului a lungimii şi greutăţii ramurilor din verticil pentru arbori de 70 ani, respectiv 30 de ani, din clasele Kraft I şi IV. Se pot observa diferenţele nete existente, atât în ceea ce priveşte dezvoltarea laterală a coroanei, cât şi greutatea acesteia. De ase-menea, se poate vedea că cea mai mare pondere în greutatea coroanei verzi o deţine treimea mijlocie, cu excepţia arborilor din clasa IV la vârsta de 30 de ani, din clasa III la 70 de ani şi din clasele II-IV la vârsta de 100 de ani, acest aspect reiese şi din tabelul 6. Datele din tabel exprimă de asemenea, o tendinţă de echilibrare a greutăţii coroanei verzi pe cele trei zone ale coroanei, o dată cu vârsta, la toate clasele poziţionale.

Relaţia dintre greutatea coroanei verzi şi diametrul de bază este asemănătoare cu aceea stabilită în cazul volumului coroanei (2):

G™[k_S] = 5,686e ^{miD [cm]} (R = 0,759″ ) (3)

În privinţa greutăţii acelor, în urma cântăririlor şi a echivalenţelor de umiditate au rezultat, pentru cele trei componente (ace, ramuri purtătoare de ace, ramuri fără ace) valorile din tabelul 7. Se constată că în coroana verde acele au cea mai ridicată pondere între 47 % şi 67 %, variaţia fiind conferită de poziţia în arboret, sesizându-se o tendinţă de descreştere către poziţiile infe­rioare. Greutatea ramurilor purtătoare de ace este oarecum complementară cu greutatea acelor, deţinând ponderi cuprinse între 24 % şi 53 %, în timp ce ramurile fără ace deţin între 4 % şi 15 %.

Datele din tabel confirmă faptul că arborii predominanţi şi dominanţi au o proporţie mai mare de ace, deci şi capacitatea de competiţie este mai ridicată. De asemenea, din punct de vedere al funcţiilor ecoprotective este justificată extragerea prin rărituri a arborilor din clase­le inferioare.

Densitatea coroanei verzi, un indicator de bază în aprecierea capacităţii de retenţie a coronamentului, a fost determinată pe fiecare treime a coroanei ca un raport intim între numărul de ramuri şi lungimea fusului corespunzător zonei studi­ate. Acest parametru este determinat de creşterea în înălţime (distanţa între verticile) şi de numărul de ramuri de ordinul I din fiecare verticil, reflectând în mod indirect condiţiile de dezvoltare ale arborelui analizat, precum şi capacitatea acestuia de a se adapta la presiunea competiţiei. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabelul 8.

Densitatea coroanei fiind o valoare care depinde în mod direct de ritmul creşterii în înălţime, se poate constata că aceasta se corelează foarte bine cu poziţia fitosociologică a arborilor. Astfel, arborii din clasele inferioare au coroanele mai dese decât cei din clasele superioare. Fără excepţie, partea inferioară a coroanei este mult mai rară decât vârful ei, lucru uşor explicabil din punct de vedere fiziologic prin pierderea de ace molidul cu toată plasticitatea sa, fiind totuşi o specie de lumină. Un rol extrem de important, mai ales pentru arborii din clasele III şi IV Kraft, îl are momentul atingerii maximului creşterii în înălţime, exprimat prin înălţimea de la care creşterile în înălţime sunt din ce în ce mai reduse. Ilustrativ este faptul că, la vârsta de 100 de ani, cele mai dese coroane le au arborii din clasa III Kraft, arborii din clasa IV, proveniţi din rândul acestora, nemaideţinând o capacitate competitivă comparabilă cu cei situaţi în stratul imediat superior.

Analiza regresiei arată că acest parametru este în relaţie cu diame­trul de bază şi cu înălţimea, pentru întreaga coroană această legătură fiind semnificativă:

D_™[n„am.,m] = 18,10 0,06 D,,3 [cm] -0,40 ,] (R = 0,387) (4)

Dacă aceeaşi analiză se între­prinde pe zone ale coroanei, se constată că legătura este nesemnificativă pentru treimea superioară (R² = 0,295) şi pentru cea mijlocie (R² = 0,349), fiind în schimb foarte semnificativă pentru zona inferi-oară a coroanei (R² = 0,609 ). Expresia matematică a acestei legături este:

D_™[„.ram.,m] = 10,55 0,119 D,,3 [cm] 0,026 H [m] (5)

Acest fapt arată că treimea inferi-oară a coroanei este mai stabilă auxologic, ea con­servând cel mai bine “comenzile” genetice, în timp ce zonele superioară şi mijlocie sunt dependente de variaţiile factorilor de mediu, între care lumina joacă un rol esenţial.

Un alt parametru, legat de densitatea coroanei, este greutatea specifică, rezultat al raportului dintre greutate şi volum, exprimat în kg/m³ (tabelul 9). Se observă tendinţa de descreştere de la vârsta de 50 de ani, în raport cu clasa Kraft, şi de la vârful către baza coroanei. Din analiza corelaţiei, s-a constatat o legătură cu carac­ter nesemnificativ între densitatea coroanei şi greutatea specifică a acesteia, deşi ambele sunt influenţate de aceiaşi parametri. Ana10 liza regresiei a arătat o legătură semnificativă între greutatea specifică a coroanei, vârstă şi clasa Kraft:

G sp [kg/m3] = 2,67 0,011V[ani] 0,256 Kkraft_cl (R² = 0,456*) (6)

Un alt parametru care poate să furnizeze informaţii, mai ales asupra stabilităţii individuale a arborilor, este poziţia relativă a centrului de greutate al c o ro a n e i , în raport cu înălţimea arborelui (tabelul 10).

Se constată că, la vârste mai mari, centrul de greutate al coroanelor se situează la peste 65% din înălţime, probabil ca urmare a stabilizării elagajului natural, în timp ce la arborii tineri, centrul de greu­tate este mai aproape de sol. Valorile maxime se întâlnesc la clasele II-IV Kraft. Din analiza regresiei rezultă faptul că poziţia relativă a centrului de greutate al coroanei este într-o strânsă legătură cu proporţia relativă a coroanei (calculată ca procent din înălţimea totală), conform relaţiei:

Cg [%H] = 97,032 0,451 PRC^

(R² = 0,7062″) (7)

Considerăm că relaţia prezintă mai ales o importanţă practică, permiţând stabilirea expeditivă a poziţiei relative a centrului de greutate al coroanei unui arbore în funcţie de proporţia coroanei din înălţimea totală

4. Concluzii

Rezultatele cercetărilor referitoare la unele caracteristici biometrice ale coroa­nelor arborilor de molid din arborete echiene de productivitate superioară a pus în evidenţă importanţa vârstei şi a poziţiei arborilor în exercitarea funcţiilor ecologice şi ecoprotective.

S-au identificat valori ale unor caracte­ristici biometrice cantitative ale coroanelor verzi: lungimea, volumul, greutatea,

densitatea, greutatea specifică şi poziţia centrului de greutate, cuantificate în raport cu vârsta şi cu poziţia fitosociologică. Prin analiza regresiei, s-au pus în evidenţă o serie de legături între parametrii biometrici ai coroanelor şi caracteristici uşor măsurabile, precum diametrul de bază sau procentul ocupat de coroană.

S-au efectuat o serie de analize şi pe zone ale coroanelor; valorile obţinute au permis aprecieri privind influenţa intensităţii creşterii, a eliminării naturale, respectiv a elagajului natural asupra dezvoltării coroanelor şi, indirect, asupra gradului de exercitare a unor funcţii ecoprotective, în special hidrologice, elemente ce pot contribui în mod esenţial la luarea deciziilor privind intervenţiile prin lucrări de îngrijire.

Bibliografie

Halle, F., Oldeman, R.A.A., 1970. Essai sur l`architecture et la dynamique de croissance des arbres tropicaux. Masson, Paris.

Kramer, P. J., Kozlowski, T. T., 1979. Physiology of woody plants, Academic Press, New York, San Francisco, London, p. 191 – 192.

Mayer, H., 1976. Gebirgswaldbau, Scheutzwaldpflege: ein waldbaul. Beitr. z. Landschaftoekologie u.z.Umweltschutz, p. 18 – 20.

Otto, H.J., 1994. Waldoekologie, Ulmer, UTB fuer Wissenschaft Stuttgart.

Priehauser, G., 1958. Die Fichten – Variationen und – Kombinationen des Bayer. Waldes nach phaenotypischen Merkmalen mit Bestimmungs- schluessel. Forstwiss. Cbl.77, p. 151 – 171.

Schmidt-Vogt, H., 1987. Die Fichte Bd. 1 Taxonomie, Verbreitung, Morphologie, Oekologie, Waldgeselschaften, Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin, p. 287 – 306.

Schnizler-Lenoble, Annik, 2002. Ecologie des forets naturelles d`Europe: biodiversite, sylvigenese, valeur patrimoniale des forets primaire Tec & Doc, Paris, p. 44 – 47.

Summary: Biometrical characteristics of the Norway spruce crowns from even aged stands of high productivity

The paper presents the research results concerning the values of some parameters from Norway spruce stands from the Northern part of Eastern Carpathians (Suceava County). Were analyzed sample plots and sample trees from even aged stands of high productivity resulted from plantations, of 30, 50, 70 and 90 years. The main parameters presented were: percent of the trees,crown form and dimensions, green crown length, crown volume, crown weight and specific weight, green crown density, weight of the main crown components (needles, branches with needles, and branches without needles) in relation with stand age, Kraft classes and crown portion (upper, middle, lower). Information about the relative position of the crown weight center (as % from height) is provided too. For some of these characteristics, linear models (regressions with DBH and height) are presented.s

Keywords: Norway spruce, Kraft classification, crown class, crown volume, crown density, Eastern Carpathians

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

Dr. ing. Ion Barbu este cercetător ştiinţific I la Institutul de Cercetări şi Amenajări Silvice, Staţiunea Experimentală de Cultura Molidului Câmpulung Moldovenesc. Poate fi contactat la adresa de e-mail: barbu.ion@icassv.ro