Spatial pattern of trees of different diameter classes in managed pine stands (Pinus sylvestris L.) of different age

• Autorzy: Szmyt J.

Warianty tytułu

PL

Wzorzec przestrzennego rozmieszczenia drzew różnych klas grubości w gospodarczych drzewostanach sosnowych (Pinus sylvestris L.) w różnym wieku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present research was conducted in managed stands of Scots pine (Pinus sylvestris L.) at different age in Poland. All the investigated stands were planted and thinned according to selection thinning. Analysis of spatial structure concerned trees of different categories (DBH classess) depending on the age of stand. Spatial distribution of trees was investigated using two commonly used methods: Clark-Evans R index and Ripley's L(t) function. In stands of age 43 and 65 the effect of the initial spacing was observed and all living trees were distributed regularly at the smallest distances and at larger spatial scale they were spaced randomly. Random type of spatial structure of trees was observed when smaller and larger trees were taken into consideration, separately. In case of stands at the age 90 the effect of the initial planting on the spatial structure of trees was not observed even at the smallest distances independently of the category of trees taken into account. All living trees in these stands were distributed randomly. Only in two stands clumps of trees were observed and one concerned smaller trees and the other - larger trees. Size differentiation index was small for all stands. The lowest values was ascertained in the oldest stands.

PL

Celem pracy było określenie wzorca przestrzennego rozmieszczenia drzew na powierzchni oraz przestrzennego zróżnicowania ich pierśnic w drzewostanach gospodarczych (Pinus sylvestris L.) sosny zwyczajnej zlokalizowanych w Nadleśnictwie Wymiarki, RDLP Zielona Góra. Analiza dotyczyła drzewostanów w wieku 43, 65 oraz 90 lat, rosnących na siedlisku BMśw, w których były prowadzone zabiegi pielęgnacyjne zgodnie z regułami obowiązującymi w Lasach Państwowych. Typ poziomego rozmieszczenia osobników określono z wykorzystaniem dwóch popularnych metod: indeksu Clarka- -Evansa (R) oraz funkcji Ripleya [Clark i Evans 1954, Donnelly 1978, Moeur 1993]. Analizie poddano wszystkie drzewa żywe, drzewa cieńsze od średniej pierśnicy oraz drzewa grubsze od tej średniej dla poszczególnych drzewostanów. Przestrzenne zróżnicowanie pierśnic określono na podstawie indeksu zróżnicowania przestrzennego TD [Pommerening 2002], W drzewostanach w wieku 43 i 65 lat obie metody określenia typu poziomej organizacji przestrzennej pozwoliły stwierdzić regularne ich rozmieszczenie w małej skali przestrzennej. W drzewostanie najstarszym (90 lat) nie wykazano istotnych odchyleń od wzorca teoretycznego populacji rozmieszczonej losowo (tab. 1, rys. 1, 2). W drzewostanach w wieku 43 i 65 lat rozmieszczenie drzew należących do kategorii drzew cieńszych niż średnia, w większości nie różniło się od losowego. Stwierdzana regularność była obserwowana jedynie w najmniejszej skali przestrzennej. Drzewa grubsze od średniej pierśnicy w tych drzewostanach były rozmieszczone równie często losowo, co regularnie. Podobnie jak w drzewach cieńszych, regularność przejawiała się jedynie w skali przestrzennej odpowiadającej najbliższemu sąsiedztwu (tab. 1, rys. 1, 2). W drzewostanach najstarszych (90-letnich) drzewa cieńsze i grubsze od średniej najczęściej byly rozmieszczone losowo. Mimo że wartości indeksu R wskazywały na rozmieszczenie grupowe drzew obu kategorii, zostało ono potwierdzone statystycznie tylko w jednym drzewostanie i tylko dla drzew cieńszych (tab. 2, rys. 3). Przestrzenne zróżnicowanie pierśnic najbliższych sąsiadów było niewielkie i z wiekiem malało we wszystkich badanych drzewostanach (tab. 1).

Słowa kluczowe

EN

spatial pattern; tree; diameter class; pine stand; Pinus sylvestris; plant age; spatial distribution; Ripley function; size differentiation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria
• Rocznik: 2010
• Tom: 09
• Numer: 3-4
• Opis fizyczny: p.37-49,fig.,ref.

Twórcy

autor

Szmyt J.

• Department of Silviculture, Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 69, 60-625 Poznan, Poland

Bibliografia

• Beaty S., 1984. Influence of microtopography and canopy species on spatial patterns of forest understory plants. Ecology 65 (5).
• Berbeito I., Fortin M.J., Montes F., Cañellas I., 2009. Response of pine natural regeneration to small-scale spatial variation in a managed Mediterranean mountain forest. Appl. Veget. Sci. 12, 488-503.
• Besag J.E., 1977. Contribution to the discussion of dr. Ripley’s paper. J. Royal Stat. Soc. B, 47, 77-92.
• Bolibok L., 2003. Dynamika struktury przestrzennej drzewostanów naturalnych w oddziale 319 BPN – czy biogrupy drzew są powszechne i trwałe w nizinnym lesie naturalnym [Spatial structure dynamics of old growth tree stands in compartment 319 of BPN – Are biogrups common and persistent in natural lowland forests?]. Sylwan 1, 12-23 [in Polish].
• Bilski M., Brzeziecki B., 2005. Wpływ trzebieży przerębowej na zróżnicowanie strukturalne drzewostanu [Impact of differentiation thinning on stand structural diversity]. Sylwan 4, 21-33 [in Polish].
• Brzeziecki B., 2005. Wpływ trzebieży na zróżnicowanie strukturalne drzewostanów sosnowych [Impact of thinning on structural diversity of Scots pine stands]. Sylwan 10, 11-19 [in Polish].
• Crecente-Campo F., Pommerening A., Rodríguez-Soalleiro R., 2009. Impacts of thinning on structure, growth and risk of crown fire in a Pinus sylvestris L. plantation in northern Spain. For. Ecol. Manag. 257, 1945-1954.
• Donnelly K.P., 1978. Simulation to determine the variance and edge effect of total nearest-neighbour distances. In: Simulation methods in archeology. Ed. I. Hodder. Cambridge Press, London, 91-95.
• Falińska K., 1997. Ekologia roślin [Plant ecology]. Wyd. Nauk. PWN Warszawa [in Polish].
• Gavrikov V., Stoyan D., 1995. The use of marked point processes in ecological and environmental forest studies. Environ. Ecol. Stat. 2, 331-344.
• Gil W., 1995. Drobnoskalowa zmienność warunków glebowych a struktura przestrzenna drzewostanu [Small-scale diversity of the soil conditions and spatial structure of the stand.]. Las Pol. 24 [in Polish].
• Haase P., 1995. Spatial pattern analysis in ecology based on Ripley’s K function: Introduction and methods of edge correction. J. Veg. Sci. 6, 575-582.
• Haase P., 2004. SPPA ver. 2.03 – spatial point pattern analysis package.
• Hessburg P.F., Smith B.G., Salter R.B., Ottmar R.D., Alvardo E., 2000. Recent changes (1930s-1990s) in spatial patterns of interior northwest forests, USA. For. Ecol. Manag. 136, 53-83.
• Kammensheidt L., 1998. Stand structure and spatial pattern of commercial species in logged and unlogged Venezuelan forest. For. Ecol. Manag. 109, 163-174.
• Kint V., van Meirvenne M., Nachtergale L., Geudens G., Lust N., 2003. Spatial methods for quantifying forest stand structure developmnent: a compariuson between nearest-neighbor indices and variogram analysis. For. Sci. 49 (1), 36-49.
• Kenkel N.C., 1988. Pattern of self-thinning in jack pine: testing the random mortality hypothesis. Ecology 64 (4), 1017-1024.
• Kenkel N.C., Hendrie M.L., Bella I.E., 1997. A long-term study of Pinus banksiana population dynamics. J. Veget. Sci. 8, 241-254.
• Koukoulas S., Blackburn G.A., 2005. Spatial relatiuonships between tree species and gap characteristics in broad-leaved deciduous woodland. J. Veget. Sci. 16, 587-596.
• Leemans R., 1991. Canopy gaps and establishment patterns of spruce in two old-growth coniferous forests in central Sweden. Vegetatio 93, 157-165.
• Li F., Zhang L., 2007. Comparison of point pattern analysis methods for classifying the spatial distributions of spruce-fir stands in the north-east USA. Forestry 80 (3), 337-349.
• Mason W.L., Connoly T., Pommerening A., Edwards C., 2007. Spatial structure of semi-natural and plantation stands of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in northern Scotland. Forestry 80 (5), 567-586.
• Moeur M., 1997. Spatial models of competition and gap dynamics in old-growth Tsuga heterophylla/ Thuja plicata forests. For. Ecol. Manag. 94, 175-186.
• Montes F., Cañellas I., Del Rio M., Calama R., Montero G., 2004. The effects if thinning on the structural diversity of coppice forests. Ann. For. Sci. 61, 771-779.
• Neumann M., Starlinger F., 2001. The significance of different indices for stand structure and diversity in forests. For. Ecol. Manag. 145, 91-106.
• Paluch J., Bartkowicz L.E., 2004. Spatial interactions between Scots pine (Pinus sylvestris L.), common oak (Quercus robur L.) and silver birch (Betula pendula Roth.) as investigated in stratified stands in mesotrophic site conditions. For. Ecol. Manag. 192, 229-240.
• Paluch J., 2004. The influence of the spatial pattern of trees on forest floor vegetation and silver fir (Abies alba Mill.) regeneration in uneven-aged forests. For. Ecol. Manag. 205, 283-298.
• Pommerening A., 2002. Approaches to quantifying forest structures. Forestry 75 (3), 305-324.
• Pommerening A., 2004. Crancod 1.3. A program for the analysis and reconstruction of spatial forest structure.
• Pretzsch H., 1996. The effect of various thinning regimes on spatial stand structure. in: IUFRO-Proceedings.Conference of effect of environmental factors on tree and stand growth. IUFRO S4.01 Conference, 183-191.
• Pretzsch H., 1999. Structural diversity as a result of silvicultural operations. In: Management of mixed-species forest: silviculture and economics. Ed. A.F.M. Olsthoorn. IBN-DLO Wageningen.
• Reich R.M., Davis R., 2008. Quantitative spatial analysis. Colorado St. Univ. Fort Collins Colorado.
• Salas Ch., LeMay V., Núñez P., Pacheco P., Espinosa A., 2006. Spatial patterns in an old-growth Nothofagus obliqua forest in south-central Chile. For. Ecol. Manag. 231, 38-46.
• Sanchez Meador A.J., Moore M.M., Bakker J.D., Parysow P.F., 2009. 108 years of change in spatial pattern following selective harvest of a Pinus ponderosa stand in northern Arizona, USA. J. Veget. Sci. 20, 79-90.
• Sekretenko O.P., Gavrikov V.I., 1998. Characterization of the tree spatial distribution in small plots using pair correlation function. For. Ecol. Manag. 102 (2-3), 113-120.
• Szmyt J., 2004. Wpływ więźby początkowej i wieku na kształtowanie się poziomego rozmieszczenia drzew w niepielęgnowanych drzewostanach sosnowych, świerkowych i dębowych [The effect of the initial spacing and age on the formation of the spatial distribution of trees in untended Scots pine, Norway spruce and oak stands]. Ph.D. dissertation. Facul. For. Pozn. Univ. Life Sci. Poznań [typescript, in Polish].
• Szmyt J., Korzeniewicz R., 2007. Poziome rozmieszczenie drzew w osiemdziesięcio-letnich gospodarczych drzewostanach świerkowych w Nadleśnictwie Sławno [Horizontal distribution of trees in managed, 80-years old Norway spruce stands in Sławno Forest District]. Sylwan 9, 3-11 [in Polish].
• Szwagrzyk J., 1990. Natural regeneration of forest related to the spatial structure of trees. A study of two forest communities in Western Carpathians, southern Poland. Vegetatio 89, 11-22.
• Szwagrzyk J., 1992. Small-scale spatial patterns of trees in a mixed Pinus sylvestris-Fagus sylvatica forest. For. Ecol. Manag. 51, 301-315.
• Szwagrzyk J., Czerwczak M., 1993. Spatial patterns of trees in natural forests of East-Central Europe. J. Veget. Sci. 4, 469-476.
• Szwagrzyk J., Ptak J., 1991. Analizy struktury przestrzennej populacji i zbiorowisk oparte na znajomości rozmieszczenia osobników [Analyses of spatial structure of populations and communities based on mapped point patterns of individuals]. Wiad. Ekol. 2, 107-124.
• Stoyan D., Penttinen A., 2000. Recent application of point process methods in forestry statistics. Statist. Sci. 15 (3), 61-78.
• Vacek S., Leps J., 1996. Spatial dynamics of forest decline: the role of neighbouring trees. J. Veget. Sci. 7, 789-798.
• Wolf A., 2005. Fifty year record of change in tree spatial patterns within a mixed deciduous forest. For. Ecol. Manag. 215, 212-223.