Klimatyczne czynniki siedliska - wiatr

Wiatr, czyli powietrze w ruchu, jest bardzo ważnym czynnikiem ekologicznym, szczególnie na obszarach otwartych i płaskich, nad brzegami morskimi oraz wysoko w górach. Wiatr jest poziomym ruchem powietrza w określonym kierunku, powstającym w wyniku różnicy ciśnień powietrza między obszarami, skąd wieje (wyż), a obszarami dokąd wieje (niż).

Wiatr działa na rośliny pośrednio i bezpośrednio. Pośrednie jego działanie polega głównie na przenoszeniu zimnych lub ciepłych mas powietrza oraz powodowaniu ruchu chmur i mgieł, co jest przyczyną lokalnych zmian klimatycznych oddziałujących na rośliny (zmiany temperatury, nasłonecznienia, wilgotności itp.).

Do pośredniej działalności wiatru można także zaliczyć procesy przesuwania i przenoszenia luźnego podłoża. Przyczyną powstawania ogromnych złóż lessowych był wiatr. Wynikiem działalności wiatru są wydmy, zarówno śródlądowe, jak i nadmorskie. Przenoszone z miejsca na miejsce ruchome, piaszczyste podłoże uczestniczy w procesach zawiewania i odwiewania. Wiatr działa silnie osuszająco na glebę, co pośrednio wywiera wpływ na gospodarkę wodną roślin. Bezpośrednie działanie wiatru na roślinność ma postać fizjologiczną i mechaniczną. Fizjologiczne działanie wiatru polega na zintensyfikowaniu transpiracji. Wysuszającej działalności wiatru wzmagającego transpirację roślin przypisać można wygasanie zasięgów drzew na dalekiej północy i w górach jeszcze poniżej granicy termicznej.

Duże znaczenie ekologiczne ma mechaniczne działanie wiatru. Silne, jednokierunkowe wiatry często powodują deformacje roślin, szczególnie drzew, objawiające się pochyleniem pnia, asymetrią korony aż po wykształcenie form sztandarowych lub harfowych. Strzały drzew stają się pod wpływem wiatru zbieżyste i wykształcają eliptyczny obwód pni (większa średnica w kierunku wiatru). Silny wiatr może spowodować zniszczenie listowia, połamanie gałęzi i konarów; złamanie pnia lub wywrócenie drzewa. Silne wichry powodują niekiedy powstawanie wiatrołomów i wywrotów obejmujących znaczne powierzchnie. Siła mechanicznych uszkodzeń zależy również i od niesionego przez wiatr ładunku, jak np. żwiru, piasku, kryształków lodu, soli itp. Uderzenia tych cząstek powodują zranienia rośliny, a niekiedy nawet odarcie korowiny na pniach drzew.

Ciągłe, silne wiatry są przyczyną braku roślinności drzewiastej na niektórych obszarach, jak np. na wyspach subantarktycznych. Podobny bezdrzewny charakter mają wierzchołki gór, gdzie pod wpływem wiatru obniża się znacznie naturalna granica lasu. Na dalekiej północy i w wysokich górach wiatr wywiera duży wpływ na rozmieszczenie drzew i lasu. Północna i górna granica drzew nie zawsze zależy od zbyt niskiej temperatury, lecz czasem w większym stopniu od silnie wysuszających, mroźnych wiatrów. Karłowaty wzrost drzew powyżej ich górnej granicy jest wynikiem działania wiatru, który powoduje obumieranie wszystkich pędów, wystających ponad ochronną pokrywę śniegu.

Wiatr odgrywa w życiu roślin także rolę pozytywną, którą można scharakteryzować w następujących punktach:

  1. Zapylanie kwiatów i rozsiewanie nasion i owoców najważniejszych drzew leśnych, które są roślinami wiatropylnymi. W naszej strefie klimatycznej rośliny wiatropylne stanowią 20% wszystkich roślin. Wysoko w górach, gdzie jest niewiele owadów, roślin wiatropylnych jest dużo, podobnie jak w krajach arktycznych. Z transportu powietrznego korzystają szczególnie gatunki lekkonasienne rozprzestrzeniając swoje nasiona i owoce na znaczne odległości. Przez wiatr rozsiewane bywają również spory wielu roślin zarodnikowych. Powietrzny transport na odległość 10-20 km nie jest rzadkością; tak daleko podróżują zarodniki świerka, sosny, modrzewia, jawora. Wiatr oddziałuje również na naturalne odnawianie i rozprzestrzenianie się lasu przez przenoszenie nasion tzw. gatunków lekkonasiennych, jak np. osika czy brzoza. Także wstępujące prądy pionowe w lesie przenoszą pyłek i lżejsze nasiona z dołu do wierzchołków koron. Prądy te unoszą np. pyłek świerka z dolnych gałęzi (z kwiatów męskich) do górnych (na kwiaty żeńskie).
  2. Podnoszenie górnej granicy lasu na stokach nawietrznych natomiast na stokach odwietrznych wiatr utrudnia rozsiewanie nasion. Jest tutaj czynnikiem obniżającym górną granicę lasu.
  3. Zwiększenie intensywności fotosyntezy - lekki wiatr wpływa korzystnie na przebieg tego procesu.
  4. Wzmaganie transpiracji - do pewnej granicy jest korzystne dla drzew, gdyż przyspiesza krążenie wody i pokarmów w roślinie.
  5. Zmniejsza niebezpieczeństwo wiosennych przymrozków przez usuwanie zimnego powietrza gromadzącego się w zagłębieniach terenowych podczas pogodnych wiosennych nocy.
  6. Spulchnianie gleby korzeniami przez ruch drzew na wietrze.

Na terenie Polski wiatry odgrywają główną rolę wśród wszystkich czynników klimatycznych. W Polsce najczęstsze są wiatry zachodnie lub północno-zachodnie i południowo-zachodnie. Wiatry północne są rzadsze, wieją przeważnie zimą. Wiatry południowe i wschodnie wieją u nas rzadziej. Największa liczba dni z silnymi wiatrami występuje na Wybrzeżu - około 20% wszystkich dni w roku, w Wielkopolsce - 10% a na Pomorzu - 5%. Pozostałe okolice kraju są względnie rzadko nawiedzane przez silne wiatry. Odmienne warunki występują w górach, gdzie częstość silnych wiatrów jest duża. Największe częstości występowania silnych wiatrów w Europie, to okres od października do marca.

Czas trwania wichur jesiennych wynosi 2-9 dni, zimowych i wiosennych 2-3 dni. W lecie wichury trwają krótko, zwykle do jednej godziny. W strefie do kilku metrów nad Ziemią prędkości najczęściej wiejących wiatrów wahają się w granicach 4-9 m/s i zwykle nie przekraczają 12-15 m/s. Jednak podczas sztormów i huraganów w szerokościach umiarkowanych stref geograficznych średnie prędkości wiatrów mogą przekraczać 30 m/s, a w porywach dochodzić do 70 m/s i więcej.

Szkody w lesie powstają zwykle wówczas, gdy szybkość wiatru przekroczy 17 m/s, czyli 8° w skali Beauforta. Wynikiem działania wiatrów o prędkości 7-8 stopni w skali Beauforta są w mniej odpornych częściach drzewostanu wywroty grupowe i pojedyncze. Wiatry te występują w każdym roku i w prawidłowo pielęgnowanych drzewostanach powodują szkody tylko w szczególnie niekorzystnych warunkach (po silnym przerwaniu zwarcia na dużej powierzchni, przy braku pasów ochronnych). Wichury o sile 9-10 stopni powodują pojedyncze i grupowe wiatrołomy starych oraz zdrowych drzew iglastych i liściastych. Klęski wywrotów stwierdza się częściej w lasach zagospodarowanych, zwłaszcza w litych i równowiekowych borach świerkowych.

Na podstawie obserwacji ustalono warunki sprzyjające powstawaniu szkód od wiatrów. Do nich należą:

  • drzewostany rosnące w miejscach wystawionych na silne wiatry, np. grzbiety wzniesień i miejsca przewału wiatrów oraz stoki odwietrzne,
  • drzewostany rosnące na glebach płytkich, silnie uwilgoconych lub zwięzłych (drzewa wykształcają wówczas płytszy i słabszy system korzeniowy)
  • drzewostany silnie i w krótkim czasie rozrzedzone (długo utrzymywane w zwarciu, smukłe strzały z małą koroną),
  • drzewostany jednogatunkowe iglaste lub złożone z drzew o szerokich koronach,
  • drzewostany bliskorębne i rębne (niekorzystny dla odporności stosunek masy korzeni do masy pni i koron),
  • drzewostany złożone z gatunków płytko ukorzeniających się.

Stopień odporności gatunków na wiatry zależy w dużym stopniu od rozwoju systemu korzeniowego, który wykształcony w różnych warunkach jest zależny od wilgotności gleby i innych jej właściwości (zasobności, zwięzłości, przewiewności, temperatury). Ważną rolę w kształtowaniu odporności drzewostanów odgrywa rodzaj i nasilenie cięć oraz okres w którym drzewostan utracił część swego pełnego zadrzewienia. Drzewostany o pełnym zwarciu są stosunkowo odporne, jeśli otaczają je pasy ochronne. Jeśli jednak w takim drzewostanie powstanie chociaż jedna luka, wówczas może stać się ona miejscem powstawania pierwszych wywrotów i wiatrołomów. Od tego momentu drzewostan staje się bardziej zagrożony niż drzewostany, z których usunięto znaczną część drzew przez racjonalne trzebieże. Jeśli drzewostan od wczesnej młodości był regularnie i stopniowo trzebiony, to mimo mniejszego zwarcia, jest bardziej odporny na szkody od wiatru. Taki sposób pielęgnacji sprawia, że pojedyncze drzewa są bardziej eksponowane na dość silny napór wiatrów, lecz przystosowują się do niego z upływem lat.

Poszczególne gatunki drzew różnią się pod względem odporności na wiatr. Można je pod tym względem uszeregować następująco:

Szkody wyrządzane przez wiatr powtarzają się z dość dużą częstotliwością w różnych regionach Europy. Nasilenie tych szkód jest znaczne, a niekiedy bywa katastrofalne. W Polsce w okresie powojennym (po roku 1945) szkody powodowane przez wiatr w poważnym stopniu zakłócały prowadzenie gospodarki leśnej w wielu regionach kraju. Przełom lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych oraz pierwsze lata osiemdziesiąte to okres klęskowego nasilenia szkód. Z danych wynika, że około 90% szkód powstało w okresach jesienno-zimowych. Wielkość szkód z lat 1978-1988 stanowi 50% szkód wyrządzonych w lasach przez wiatr i śnieg w całym okresie powojennym. Szkody wyrządzone przez śnieg wynoszą około 15% całości rozmiaru szkód.

Szkody wyrządzane w gospodarce leśnej przez wiatr powodują, że w produkcji leśnej wiatr musi być uwzględniany jako ważny czynnik ekologiczny. Katastrofalne szkody powodowane są przez długotrwałe wiatry o prędkości powyżej 25 m/s - 10° i więcej w skali Beauforta. Ekstremalne prędkości wiatru głównie powstają w czasie burz lub przy przechodzeniu chłodnych frontów. Szkodliwe skutki wiatru można złagodzić, stosując odpowiednie zabiegi wiatrochronne.

Należy wymienić tu: wzmocnienie drzewostanów przez wprowadzenie domieszek odpornych na działanie wiatrów gatunków drzew i budowę piętrową, racjonalne pielęgnowanie drzewostanów od wczesnej młodości, zakładanie i utrzymywanie pasów przeciwwietrznych na brzegach drzewostanów, prawidłowe planowanie ładu przestrzennego w lesie. Racjonalna działalność leśników może w istotnym stopniu zmniejszyć zagrożenie lasu ze strony wiatru.

Zagrożenie drzewostanów przez silne wiatry jest bardzo różne, uzależnione od okolicy, wieku i składu gatunkowego drzewostanu oraz ukształtowania terenu. Hodowca musi orientować się w najniebezpieczniejszych kierunkach wiatrów, w rozmieszczeniu terenów predestynowanych do występowania szkód. Na tych obszarach gospodarka leśna winna być podporządkowana stałemu podnoszeniu odporności i ochronie drzewostanów. Chcąc wyhodować względnie stabilne drzewostany należy uwzględnić szkodliwy wpływ wiatru w różnych regionach kraju i uwzględnić to w zróżnicowaniu postępowania hodowlano-leśnego (dobór gatunków, więźba, cięcia pielęgnacyjne, rębnie).

k/klimatyczne-czynniki-siedliska-wiatr.txt · ostatnio zmienione: 2013/09/15 12:40 (edycja zewnętrzna)