1. Introducere

Atingerea obiectivelor economice privind producerea de lemn mai mult, de calitate corespunzătoare anumitor utilizări şi într-un timp cât mai scurt impune o aprofundată cercetare ştiinţifică, pentru ca informaţiile privind masa lemnoasă din fondul forestier să fie completate cu indici ai calităţii lemnului şi estimări ale utilizărilor sale posibile.

Densitatea aparentă convenţională prezintă importanţă pentru că, multiplicată cu volumul lemnos valorificabil, poate exprima în mod obiectiv, sub formă de masă lemnoasă uscată, randamentul arboretelor. Ea constituie, de asemenea, un mijloc de apreciere a posibilităţilor de folosire a lemnului pentru obţinerea anumitor produse, având influenţă asupra proprietăţilor materialelor pe bază de lemn (placaj, plăci aglomerate etc.).

Deşi noţiunea de densitate a fost recent înlocuită prin cea de masă volumică datorită faptului că densitatea convenţională a lemnului se abate de la definiţia generală a densităţii unui material, consider justificată menţinerea termenilor consacraţi în literatura de specialitate: densitate aparentă convenţională sau infradensitate (Dumitriu-Tătăranu et al., 1983).

Cercetările efectuate au pus în evidenţă faptul că aprecierea capacităţii silvoproductive după criteriul substanţei lemnoase uscate evidenţiază mai bine condiţiile staţionale, iar sub raportul calităţilor tehnologice ale lemnului acest criteriu apare mai cuprinzător; greutatea în substanţă lemnoasă uscată exprimă mai fidel întreaga biomasă a unui arboret pe unitatea de suprafaţă. Astfel, în ansamblul speciilor, molidul – cea mai productivă specie de răşinoase din ţara noastră sub aspectul volumetric (17 m3×an-1×ha-1, la clasa I de producţie) – ocupă un loc modest în eşalonarea după greutatea de substanţă uscată (numai 7,2 tone×an-1×ha-1, la clasa I de producţie) (Armăşescu şi Milescu, 1973).

2. Metoda de cercetare

În vederea evidenţierii modului de variaţie a infradensităţii medii a trunchiului arborilor de molid în raport cu vârsta acestora, s-a considerat populaţia practic infinită a arborilor din arboretele echiene de molid existente în zona luată în studiu. Pentru coeficientul de variaţie al caracteristicii infradensitate s % = 13 % (după valorile medii aflate în literatura de specialitate) şi o eroare limită admisibilă = 5 % , la o probabilitate de transgresiune de 5 %, s-a obţinut un număr de arbori de probă n = 25,96 » 26. Datorită faptului că acesta este mai mic decât 30, n a fost recalculat înlocuind în relaţie u prin t din distribuţia Student (t5% = 2,060 pentru 25 grade de libertate). Astfel a rezultat n = 28,69 » 29 arbori de probă, dar pentru a preveni unele erori de prelucrare a probelor (arbori cu defecte interne, de exemplu) s-a optat pentru un număr acoperitor de 31 arbori. Aceştia au fost repartizaţi în cele patru locuri de probă astfel: nouă arbori la Coşna, nouă arbori la Breaza, nouă arbori la Tomnatec şi patru arbori la Gura Humorului. Caracteristicile arboretelor în care s-au efectuat cercetările sunt prezentate în tabelul 1.

Ca verificare ulterioară, după determinarea densităţii aparente convenţionale pentru cei 31 arbori de probă incluşi în sondaj, s-a obţinut o valoare medie a acestei caracteristici de 0,3547 g×cm-3, cu o abatere standard s = 0,0206 g×cm-3, rezultând un coeficient de variaţie s% = 5,81 %. În funcţie de această valoare experimentală, se poate afirma că numărul de arbori de probă utilizaţi pentru determinarea legăturilor statistice între infradensitatea trunchiului şi variabilele ce o influenţează ar fi fost suficient chiar şi pentru o eroare limită admisibilă.

Δ_%=2.5 %

Valoarea mult mai mică a coeficientului de variaţie, pentru caracteristica infradensitate, decât cea întâlnită în lucrările de cercetare cu tematică asemănătoare poate fi justificată prin faptul că zona luată în studiu este destul de restrânsă, ca suprafaţă şi limite latitudinale, comparativ cu întreaga arie de răspândire a acestei specii pe teritoriul ţării noastre.

Pentru fiecare suprafaţă de probă, de la cei 31 arbori incluşi în sondaj s-au prelevat cu burghiul Pressler, după ce au fost doborâţi, câte două carote, de la fiecare nivel considerat (1,30 m; 0,1h; 0,3h; 0,5h; 0,7h; 0,9h) şi de la coajă până la măduvă. Această modalitate de extragere a carotelor s-a utilizat pentru a realiza condiţia de omogenitate, în sensul ameliorării variaţiilor valorilor densităţii convenţionale în sens radial.

Determinările de laborator şi prelucrarea ulterioară a valorilor infradensităţii s-au realizat după metoda proprie prezentată în lucrările anterioare (Horodnic, 1999a; 1999b).

Având în vedere corelaţia foarte semnificativă dintre infradensitatea arborelui şi vârstă (r = 0,603***), precum şi faptul că prin metoda tip analiză de arbore s-a reuşit să se obţină valori într-un interval larg de variaţie a vârstei (de la 10 ani până la 140 ani), a fost posibilă modelarea creşterii densităţii aparente convenţionale a lemnului în arboretele echiene de molid studiate.

Modul de variaţie a infradensităţii lemnului de molid în secţiune transversală pentru fiecare nivel pe trunchi se repercutează asupra mediei infradensităţii trunchiului arborelui. Datorită acestui fapt, îmi exprim opinia că şi în cazul infradensităţii este vorba despre o creştere în raport cu vârsta, ca şi pentru alte caracteristici dendrometrice (diametru, înălţime etc.). Apare normală constatarea că, odată cu înaintarea în vârstă, arborele tinde să-şi creeze, prin majorarea valorilor caracteristicilor fizico-mecanice, acea structură internă care să-i permită mărirea rezistenţei, pe de o parte la solicitările datorate greutăţii proprii, iar pe de altă parte la acţiunile factorilor externi.

În sprijinul acestei afirmaţii vin şi rezultatele altor studii privind variaţia infradensităţii lemnului arborilor şi arboretelor (Mitchell & Wheeler, 1959, citaţi de H. Polge, 1962; Jodin, 1994; Dumitriu-Tătăranu et al., 1983; Trendelenburg & Mazer-Wegelin, 1955, citaţi de V. Giurgiu, 1979; Giurgiu & Decei, 1997).

J. Pardé şi J. Bouchon (1988) prezintă mai multe modele utilizate pentru exprimarea creşterii diverselor caracteristici dendrome-trice ale arborilor şi arboretelor:

în care:e este baza logaritmului natural, a0 – parametru liber, a1, …, a5 – parametri constanţi pentru aceeaşi staţiune;

2. Lundqvist şi Matérn:

unde: e este baza logaritmului natural, iar a1, …, a5 – coeficienţi de regresie (a2, a3 şi a5 strict pozitivi). Se observă că pentru a5 = 1 se obţine modelul lui Schumacher.

3. Chapman – Richards:

în care: e este baza logaritmului natural, a1, …, a5 – coeficienţi de regresie (a3 < 0 şi a5 < 1). Pentru a1 = a4 = a5 = 0 se obţine modelul logistic.

În cele trei modele, y reprezintă valoarea caracteristicii studiate, determinată în funcţie de vârsta x.

S-a arătat la metoda de eşantionare că infradensitatea medie a arborilor de molid variază destul de puţin în zona studiată (un coeficient de variaţie de numai 5,81 %), aşa că, făcându-se abstracţie de unitatea amenajistică, s-au luat în considerare valorile rezultate prin analiza de arbore pentru toţi cei 31 de arbori doborâţi, pentru fiecare obţinându-se valorile infradensităţii medii a trunchiului la vârsta actuală şi la vârstele anterioare la intervale de 10 ani (un set de 309 valori).

3. Rezultate

Prin testarea modelelor de creştere a infradensităţii menţionate anterior, precum şi a modelului de forma:

cu aceeaşi semnificaţie a notaţiilor, s-a observat (tabelul 2 şi fig. 1, 2, 3 şi 4) că ecuaţia de creştere cea mai potrivită este de tipul 1, cu raportul de corelaţie cel mai mare (h = 0,493***).

Fig. 1.* Creşterea infradensităţii medii a trunchiului arborilor în funcţie de vârstă după modelul 1

The increase of the mean infradensity of the tree trunk depending on the age using the model 1

Fig. 2. Creşterea infradensităţii medii a trunchiului arborilor în funcţie de vârstă după modelul 2

The increase of the mean infradensity of the tree trunk depending on the age using the model 2

Fig. 3. Creşterea infradensităţii medii a trunchiului arborilor în funcţie de vârstă după modelul 3

The increase of the mean infradensity of the tree trunk depending on the age using the model 3

Fig. 4. Creşterea infradensităţii medii a trunchiului arborilor în funcţie de vârstă după modelul 4

The increase of the mean infradensity of the tree trunk depending on the age using the model 4

Deşi aceste modele au dat rezultate foarte bune atunci când au fost aplicate pentru creşterea diametrului de bază, a înălţimii sau a volumului arborilor în raport cu vârsta, se observă (tabelul 2) că se ajunge la o explicare de numai 24,3 %, în cel mai bun caz, din variaţia în timp a infradensităţii medii a trunchiului arborelui.

Acest fapt este confirmat şi de valoarea raportului de corelaţie care este mai mică decât cea a coeficientului de corelaţie obţinut prin considerarea unei legături liniare între cele două caracteristici (r = 0,603***).

Explicaţia poate consta în faptul că, prin metoda utilizată, erorile de determinare a infradensităţii trunchiului la o vârstă anterioară celei din momentul prelevării probelor sunt din ce în ce mai mari pe măsură ce vârsta considerată este mai mică. Se observă că modelul utilizat se depărtează de curba valorilor medii, mai ales în intervalul de vârstă 0-30 ani.

Fără a elimina posibilitatea unei variaţii de o formă diferită de cea impusă de modelul considerat, se pot emite unele ipoteze care să încerce explicarea deviaţiei faţă de valorile experimentale, inconvenientul major fiind cel al lipsei de informaţii despre variaţia infradensităţii arborilor analizaţi în intervalul 0-10 ani.

O primă cauză ar putea fi modul de determinare a infradensităţii medii a trunchiului arborilor pentru o vârstă anterioară celei din momentul doborârii. Conform metodei tip analiză de arbore, la început trunchiul a fost considerat împărţit în cinci tronsoane egale ca lungime cu 0,2h.

Infradensitatea trunchiului a rezultat ca o medie a infradensităţilor acestor tronsoane, ponderată cu volumul acestora. Pe măsură ce s-a luat în considerare o vârstă tot mai mică, tronsoanele superioare şi-au redus volumul şi chiar au dispărut din calcule, iar ponderea tronsonului de la bază în determinarea mediei a crescut, fapt ce a dus, probabil, la supraestimarea valorii infradensităţii trunchiului întreg.

Altă explicaţie ar putea consta în modificările ce apar în lemnul secundar odată cu înaintarea în vârstă, concretizate prin duramenificarea zonei centrale, inactivă fiziologic. Aceasta duce la îngroşarea membranelor celulare şi impregnarea lor cu răşini, în cazul molidului (Parascan & Danciu, 1983).

Dacă se vor confirma, justificările prezentate impun o anumită precauţie în utilizarea acestei metode de lucru şi îndreptăţesc recomandarea ca în cercetările viitoare să se ia în considerare şi arborete cu vârste mai mici (20-30 de ani), din care să se doboare şi să se analizeze arbori de probă în vederea edificării asupra modului de variaţie a infradensităţii trunchiului la aceste vârste.

4. Concluzii

Prin suprapunerea curbelor de creştere pentru cele patru arborete studiate (fig. 5), obţinute după modelul 1, pe care îl consider cu siguranţă valabil pentru vârste ale arboretului de peste 30 ani, se poate spune că tendinţa generală este cea de creştere accentuată a infradensităţii în primii ani, urmată de o creştere din ce în ce mai lentă odată cu înaintarea în vârstă până la o cvasistabilizare la valori cuprinse între 0,350 g×cm-3 şi 0,400 g×cm-3. Valorile determinate pentru coeficienţii de regresie sunt: a1 = 0,00829, a2 = 65,7073, a3 = 2,5205, a4 = 0,0459, a5 = – 0,00789, iar a0 este diferit pentru fiecare arboret în parte (0,3208 pentru arboretul din O. s. Gura Humorului, 0,3380 pentru arboretul din O. s. Tomnatec, 0,3247 pentru arboretul din O. s. Breaza şi 0,3306 pentru cel din O. s. Coşna).

Fig. 5. Creşterea densităţii aparente convenţionale a lemnului trunchiului arborilor de molid în arboretele studiate

The increase of the mean infradensity of the spruce tree trunk in the studied stands

Parametrul a0, singurul considerat variabil cu condiţiile staţionale în modelul ales, variază de la valoarea 0,321 pentru arboretul din O. s. Gura Humorului până la 0,338 pentru arboretul din O. s. Tomnatec. Interpretat geometric, acest parametru modifică panta curbei compensatoare şi, implicit, valorile maxime ale infradensităţii medii a trunchiului arborilor (fapt uşor sesizat prin observarea reprezentărilor din fig. 5) şi ar putea constitui un criteriu de formare, în cercetările viitoare, a unor clase de producţie a arboretelor în raport cu densitatea aparentă convenţională a lemnului arborilor componenţi.

Remarca este îndreptăţită de faptul că se întrevede o corespondenţă între valorile parametrului a0 (care poate reprezenta o valoare medie pe arboret) şi clasa de producţie a fiecărui arboret luat în studiu (o valoare mai mare pentru clasa I de producţie şi valori mai mici pentru clasele inferioare). Se menţionează, însă, că arboretele studiate nu acoperă întreaga gamă de clase de producţie.