Drzewoznawstwo leśne

Materiały do wykładu:

Świerk pospolity Picea abies (L.) Karst.

Informacje ogólne o rodzaju Picea

Rodzaj świerk obejmuje około 40 gatunków drzew występujących na półkuli północnej. Największą wysokość, do około 90 m, osiąga świerk sitkajski Picea sitchensis, którego zasięg obejmuje wąski pas nad Oceanem Spokojnym, od Alaski do Kalifornii. Świerk pospolity dorasta do około 50 m wysokości. W Europie rodzaj Picea reprezentowany jest przez 3 gatunki: P. abies, P. obovata (w północno-wschodniej części kontynentu) oraz P. omorika (relikt trzeciorzędowy występujący w Bośni                     i Hercegowinie). Na Kaukazie występuje P. orientalis. Koło Polarne przekraczają: P. glauca i P. mariana w Ameryce Północnej oraz P. abies i P. obovata w Eurazji.

W Polsce uprawianych jest około 20 gatunków.

Kształtowanie się zasięgu świerka pospolitego w holocenie na terenie Polski

Obszar występowania świerka pospolitego w plejstocenie był większy niż obecnie, gdyż obejmował rejony południowych wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego. Późniejsza migracja nastąpiła z ośrodka karpackiego (późny glacjał) oraz z północnego wschodu (okres borealny). Zetknięcie zasięgów nastąpiło w okresie atlantyckim na obszarze wzdłuż środkowego i dolnego Bugu albo bardziej na południu, bliżej Karpat i Sudetów. Ograniczenie występowania świerka na znacznych terenach Niziny Mazowiecko-Podlaskiej spowodowane było najprawdopodobniej przez wylesienia, przekształcenia siedlisk i niewłaściwą dla tego gatunku gospodarką leśną. W procesie powstawania „pasa bezświerkowego” należy się liczyć także z wpływem ocieplania klimatu, które postępuje od początku XX wieku. W efekcie stopniowych zmian klimatycznych następuje inwazja drzew liściastych, które wypierają między innymi świerka, zwłaszcza na obszarach gdzie występuje on rzadko.

Rozmieszczenie geograficzne

Świerk należy do tzw. elementu europejskiego, borealno-górskiego. Swym zasięgiem obejmuje prawie całą Skandynawię, znaczną część Niżu Wschodnioeuropejskiego, Karpaty, Sudety, Średniogórze Niemieckie, Alpy, Góry Dynarskie, Starą Planinę, Riłę, Rodopy i Piryn. Najwyżej położone stanowiska znajdują się w Alpach – 2300-2400 m n.p.m.. W Polsce świerk ma dwa ośrodki występowania: północno-wschodni (borealna część zasięgu) oraz południowy –  pas wyżyn środkowych, Nizina Śląska, Kotlina Sandomierska i góry, od Sudetów po Bieszczady. Najwyższe stanowisko w Tatrach – 1900 m n.p.m.

                   Zasięg geograficzny świerka pospolitego (Picea abies (L.) H. Karst.)

(źródło: Boratyńska 1998)

Górna granica lasu z udziałem świerka

Górna granica lasu, podobnie jak i inne granice formacji leśnej, jest uwarunkowana przez wiele czynników natury abiotycznej i biotycznej, związanych z klimatem, podłożem i właściwościami biologicznymi gatunków. Czynniki te wpływają na roślinność w sposób kompleksowy, czego zewnętrznym przejawem jest skład gatunkowy i fizjonomia drzewostanów oraz pionowy zasięg granicy. Reakcje drzew na pogarszanie się warunków życiowych w strefie granicy lasu polegają między innymi na specyficznym przebiegu procesów fizjologicznych. Charakterystyczną cechą fizjonomii lasu przy jego górnej granicy jest rozluźnienie zwarcia drzewostanu dokonujące się wraz ze wzniesieniem nad poziom morza. Ponad tą strefą występują zwykle już tylko pojedyncze drzewa. W miarę wzrostu wzniesienia zmniejsza się przeciętna wysokość i pierśnica drzew, zwiększa się natomiast długość ich koron. Zmianom ulegają też inne cechy morfologiczne świerka, takie jak wymiary igieł, szyszek oraz grubość korowiny. Typowe dla strefy górnej granicy lasu formy sztandarowe świerka są wskaźnikiem kierunku strug powietrza. Obniżenie potencjału reprodukcji generatywnej w strefie górnej granicy lasu jest rekompensowane przez zwiększoną zdolność do odnawiania wegetatywnego świerka. Między innymi dzięki tej właściwości omawiany gatunek przystosowuje się do skrajnych dla życia drzew warunków siedliskowych wytwarzając charakterystyczne skupienia w postaci tzw. biogrup. Ze względu na mniej lub bardziej przejściowy charakter zjawiska wygasania formacji leśnej pod wpływem splotu niekorzystnych warunków życiowych w górach sformułowanie definicji i klasyfikacja granic lasu w dużym stopniu zależy od subiektywnego ujęcia tego zagadnienia przez poszczególnych autorów. Spośród linii zasięgowych lasu w górach, jedyną którą można stosunkowo najbardziej dokładnie zidentyfikować w terenie jest empiryczna granica lasu, będąca najlepszym wyrazem wszystkich czynników, naturalnych i sztucznych, wpływających na przebieg granicy lasu (Sokołowski M.1928. O górnej granicy lasu w Tatrach. Fundacja Zakłady Kórnickie, Kraków.). W związku z tym przyjmuje się, że jest ona synonimem pojęcia górnej granicy lasu i oznacza linię łączącą wszystkie fragmenty lasu krańcowego, bez względu na przyczynę, która spowodowała niewystępowanie lasu powyżej tej linii, przy założeniu, iż za las uznaje się ponadto drzewostan o wysokości powyżej 8 m, zwarciu co najmniej 0,4 i minimalnej powierzchni 10 a. Świerk jest u nas najważniejszym gatunkiem budującym drzewostany w strefie górnej granicy lasu w Tatrach, Beskidzie Wysokim, Sudetach Zachodnich i Sudetach Wschodnich.

Tabela 1. Średnia wysokość górnej granicy lasu w górach Polski  w  m n.p.m. (wg. Zientarskiego J. 1989. Studia nad górną granicą lasu w Polsce. Roczn. AR w Poznaniu 204: 63-68.)

Najważniejsze wymagania siedliskowe i zagrożenia

Świerk występuje na obszarach o klimacie chłodnym przy dostatecznej wilgoci oraz o klimacie kontynentalnym odznaczającym się obfitością opadów śniegu. W warunkach optymalnego wzrostu jest gatunkiem umiarkowanie cienioznośnym, natomiast bardziej światłożądnym przy niskich temperaturach i w gorszych warunkach troficznych (wysokie położenia górskie i północna granica występowania. Z wiekiem zwiększa się zapotrzebowanie na światło. Świerk charakteryzuje się dużą odpornością na niskie temperatury. Przyjmuje się, że minimalny czas trwania okresu wegetacyjnego dla tego gatunku wynosi 60 dni. Wymaga on znacznej wilgotności powietrza i gleby. Optymalne warunki edaficzne znajduje na glebach świeżych powstałych z glin spiaszczonych, głębokich średnio zasobnych, i niezbyt kwaśnych (pH 5,5-6,0). Zagrożenie dla świerka stanowią silne wiatry, okiść (bardziej podatne są świerki o ugałęzieniu grzebieniastym niż ugałęzione płasko). Gatunek ten jest wrażliwy na ozon, dwutlenek siarki i fluorowodór. Do najważniejszych przyczyn zamierania świerka w latach 80. XX wieku w Sudetach Zachodnich zalicza się: zanieczyszczenie powietrza dwutlenkiem siarki (kwaśne deszcze), gradacje owadów i suszę glebową. Najbardziej ucierpiały drzewostany powyżej 800 m n.p.m. Objawy chlorozy igieł tłumaczy się wypłukiwaniem podstawowych substancji pokarmowych Mg, Ca, Zn, i Mn przez kwaśne deszcze.

Świerczyny występujące w Polsce

1. Plagiothecio-Piceetum (tatricum) – górnoreglowa świerczyna karpacka. Zespół  występujący na glebach o podłożu skał niewapiennych, płytkich o znacznej szkieletowości i kwaśnym odczynie, z próchnicą typu mor, świeżych i wilgotnych. W drzewostanie zdominowanym przez świerk domieszkę stanowi najczęściej jarzębina, a w Tatrach miejscami także limba, brzoza karpacka i modrzew europejski. Plagiothecio-Piceetum będący regionalnym zespołem świerczyny górnoreglowej na podłożu krzemianowym w Karpatach Zachodnich, odróżnia się od sudeckiego boru górnoreglowego występowaniem kilku endemicznych gatunków karpackich, np. Luzula flavescens i Soldanella carpatica. W Polsce fitocenozy Plagiothecio-Piceetum zajmują największe powierzchnie na obszarze Tatr. Zasięg tego zespołu obejmuje także Beskid Sądecki, Gorce, Wzniesienie Gubałowskie, Beskid Żywiecki oraz Beskid Śląski.

2. Calamagrostio villosae-Piceetum – górnoreglowa świerczyna sudecka. Zespół ten (syn. Plagiothecio-Piceetum hercynicum) jest jedynym, uwarunkowanym klimatycznie, trwałym zbiorowiskiem leśnym w piętrze regla górnego polskich Sudetów. Poza Polską i Sudetami występuje także w Górach Kruszcowych, Lesie Turyńskim, w górach wschodniej Frankonii i w Harcu. W granicach swego zasięgu pionowego w Sudetach (od około 1000 (840) m n.p.m. do około 1250 (1340) m n.p.m.) zajmuje prawie wszystkie typy siedlisk na podłożu skał krystalicznych bezwęglanowych, częściowo w różnym stopniu zmetamorfizowanych. W stosunku do swego karpackiego wikariantu Plagiothecio-Piceetum (tatricum) omawiany zespół wyróżnia się z jednej strony znacznie wyższą frekwencją Trientalis europaea i Melampyrum sylvaticum oraz występowaniem Galium saxatile, z drugiej natomiast brakiem Luzula luzulina i znacznie rzadszym udziałem Luzula sylvatica. W zależności od warunków wilgotnościowych siedlisk omawiany zespół występuje w trzech podzespołach: typowym C.-P. typicum – na glebach świeżych lub umiarkowanie wilgotnych, paprociowym C.-P. filicetosum – na glebach wilgotnych, bagiennym C.-P. sphagnetosum – na podłożu torfowym. W Polsce zespół ten sudeckiej występuje w Karkonoszach, w górach Izerskich i Orlickich, w Górach Sowich, w masywie Śnieżnika Kłodzkiego i w Górach Bialskich.

3. Polysticho-Piceetum – nawapienna świerczyna górnoreglowa. Fitocenozy tej świerczyny zasiedlają gleby typu rędzin. Gleby te są w górnych poziomach dość silnie zakwaszone ale poniżej wykazują odczyn obojętny lub słabo alkaliczny. Znamienną cechą tego zbiorowiska jest współwystępowanie dwóch grup gatunków roślin. Do pierwszej należą gatunki charakterystyczne dla zbiorowisk borowych. Drugą grupę stanowią gatunki charakterystyczne dla lasów liściastych, przechodzące ze dolnoreglowych, żyznych zbiorowisk buczyn. W piętrze regla górnego Tatr wapiennych Polysticho-Piceetum jest jedynym zespołem leśnym występującym na wysokości 1000-1500 m n.p.m. Niewielki płat tego zbiorowiska stwierdzono także w Pieninach.

4. Abieti-Piceetum montanum – dolnoreglowy bór świerkowo-jodłowy. Występuje w Sudetach i Karpatach na siedliskach uwarunkowanych mikroklimatycznie (chłodne doliny lub inne zagłębienia) albo edaficznie (ubogie podłoże krzemianowe), gdzie świerk zdobywa przewagę nad bardziej wymagającym bukiem.

5. Bazzanio-Piceetum – dolnoreglowa świerczyna na torfie. Zespół znany u nas z Babiej Góry, związany z siedliskami torfowisk wysokich i przejściowych.

6. Sphagno girgensohnii-Piceetum – świerczyna borealna. Występuje w północno-wschodniej Polsce na siedliskach torfowych lub mineralnych wilgotnych.

7. Querco-Piceetum – bór mieszany wilgotny świerkowo-dębowy (jegiel). Opisany z obszaru północno-wschodniej części kraju. Zajmuje siedliska chłodne z silnie oglejonymi glebami skrytobielicowymi i rdzawymi bielicami. 

Zasięg geograficzny świerka kłującego (Picea pungens Engelm.) (źródło: Argus at al. 2000)