ANNALES 2/'92 izvirno znanstveno delo UDK 630*1(497.12 Kras):551.58 630*1 (497.12 Koper):551.58 VPLIV PADAVIN iN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST ČRNIH BOROV IN HRASTOV GRADNOV V KOPRSKEM PRIMORJU IN NA KRASU Darko OGRIN mag.geografije, Oddelek za geografijo, Filozofska fakulteta Univerze v Ljubljani, Aškerčeva 12, 61000 Ljubljana, SLO mag. in geografía, Facoltá di Lettere e Filosofía di Lubíana, SLO IZVLEČEK Avtor je v prispevku analiziral odnos med širino letnic in padavinami ter temperaturami pri črnih borih in hrastih gradnih iz Koprskega primorja in Krasa. Ugotovil je, da je debelinski prirast večji, če v dobi rasti pade nadpovprečna količina padavin in če so temperature podpovprečne. Pomembno je, da je nadpovprečno namočena tudi jesen preteklega leta. V drugem delu predstavlja poskus rekonstrukcije padavin v rastni sezoni s pomočjo kronologije letnic hrasta gradna iz Topolovca (Slovenska Istra) in letne količine padavin s pomočjo kronologije črnih borov iz Komna na Krasu. UVOD Z zakonitostmi priraščanja dreves se ukvarja gozdarsko prirastoslovje (M. Kotar, 1986; V.Stamenkovič, 1974; P.R.Morey, 1974). Ožja veda, ki raziskuje odnose med klimo in drevesnim prirastkom (višinskim in debelinskim) v sedanjosti in v preteklosti, pa je dendroklimatotagija (H.C.Fritts, 1976; P.de Martin, 1970). Rast drevja je proces, ki ga uravnavajo številni dejavniki. Cenetična konstitucija dreves določa, kako bo potekala rast, vendar pa ta potek rasti modificira vpliv dejavnikov iz okolja. Naše domače drevesne vrste rastejo s podaljševanjem poganjkov (višinska rast) in z debelitvijo debla (kambijalni ali debelinski prirastek). Rast v višino je po mnenju M. Kotarja (1986, str.44,70) bolj odvisna od asimilacijskih pogojev prejšnjega leta, medtem ko je debelinski prirastek (širina letnic) bolj odvisen od klimatskih in prehrambenih pogojev v tekočem letu. Klimatski signal, ki je zapisan v širini drevesnih letnic, ni enako jasno izražen na vseh rastiščih.Izrazitejši je na območjih, kjer je klima eden od odločilnih dejavnikov, ki pogojujejo prirast. V literaturi so opisani primeri den-droklimatoloških raziskav v aridnih in semiaridnih pokrajinah (H.C.Fritts, 1974; L.J.Graumlich,1987), v Sredozemlju (A.Aloui,1987, A.Berger - J. Cuiot- L.Mathieu, 1979; F.Seue,1973), ob zgornji gozdni meji in ob polarni gozdni meji (V.C.La Marche - C.VV.Sto- ckton,1974; O.Haikkinen,1985; K.J.Hansen-Bristovv in drugi,1988; H.C. Carfinken - L.B.Brubaker, 1980). Podnebje Koprskega primorja in Krasa uvrščamo med najtoplejše v Sloveniji in ga označujemo za submedite-ransko. Po podatkih za meteorološko postajo Portorož (1974 - 1989) znaša povprečna letna temperatura v krajih ob morju 13.5°C, januarska 5.1 °C, julijska pa 22.7°C. Na Krasu so ta povprečja nekoliko nižja. Komen (1955 -1980) ima letno temperaturno povprečje 11.5°C, januarsko 2.7°C in julijsko 20.6°C. Letno pade v Koprskem primorju od 1000 do 1500 mm padavin (količina narašča od morja proti notranjosti), na Krasu pa do 1600 mm. V dobi rasti (april-september) pade približno polovica letne vsote. Kljub navidezno zadostnim padavinam pa nastopi v poletnih mesecih - zaradi visokih temperatur, ki pospešujejo izhlapevanje - suša (vlažnostni deficit - slika 1), ki je na Krasu še potencirana zaradi kameninske zgradbe. Po Furlanu (1966) znaša v Kopru vlažnostni deficit (razlika med padavinami in potencialno evapotranspiracijo) v obdobju od maja do avgusta 590 mm. Zaradi visokih poletnih temperatur in vlažnostnega deficita v rastni sezoni smo predvidevali, da ta dva klimatska elementa bistveno vplivata na debelinski prirastek dreves v obeh submediteranskih pokrajinah. 15 ANNALES 2/'92 Darko OGRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 METODOLOGIJA Zgodovina dendroklimatoloških raziskovanj ima že stoletno tradicijo. Vtem času so se razvili nekateri standardni postopki raziskovanja, ki so podrobneje opisani v tuji (H.C. Fritts,1976; M.K.Hughes in 051311,1982) in tudi v domači literaturi (D.Ogrin,1989,1989a). Tu povzemamo le bistvo posameznih postopkov. Prvi postopek zahteva skrbno selekcijo rastišč, znotraj slednjih pa še selekcijo bolj homogenih lokacij vzorčenja. Izbirati moramo med drevesnimi vrstami, ki so prostorsko dovolj razširjene in imajo dobro vidne letnice. Med drevesi pa izbiramo taka, ki rastejo bolj na samem in so brez vidnih poškodb. V pokrajinah, ki ju obravnavamo, smo za najprimernejši vrsti določili črni bor (Pinus nigra) in hrast graden (Quercus petraea). Odločili smo se za 7 lokacij: štiri s črnimi bori (Bržanija, Socerb, Petrinje in Lipa-Komen) ter tri s hrasti gradni (Brdo, Plasa in Topolovec - slika 2). Lokacije Socerb, Petrinje, Plasa in Lipa-Komen se nahajajo na kraškem reliefu, druge pa so iz fl¡snega dela Koprskega primorja. Pri borih smo večino vzorcev pridobili z vrtanjem z gozdarskim prirastnim svedrom. Z vsake lokacije smo dobili po 10 izvrtkov, razen iz Lipe-Komna, od koder smo analizirali 4 kolobarje. Skupno smo pri črnih borih raziskali 34 vzorcev. Ker smo bili pri hrastih vezani na posek dreves, je število analiziranih vzorcev manjše -le 8. V nadaljevanju smo vsem vzorcem izmerili širino letnic na 1/100 mm natančno in sestavili kronologijo letnic - izmerjenim širinam letnic smo pripisali leta, v katerih so letnice nastale. Sledilo je t.i. "križno datiranje". Grafične predstavitve kronologij posameznih vzorcev iz ene lokacije smo primerjali med seboj, ugotavljali variabilnost in sinhronost v priraščanju ter odstranjevali morebitne napake pri datiranju. Širina drevesnih letnic ni odvisna samo od prehrambenih pogojev v obdobju rasti, ampak se spreminja tudi s starostjo dreves. Do kulminacije debelinskega prirastka, ki ga bori dosežejo med 8. in 12. letom, hrasti pa okoli 45. leta (V. Stamenkovič, 1974), širina letnic narašča, nato postopoma upada, dokler prirast ne preneha. Da bi odpravili vpliv starosti na širino letnic, smo izvedli t.i. "izravnavo". S pomočjo izračunavanja zaporednih drsečih sredin smo določili krivuljo biološkega poteka rasti. Od te krivulje do dejanskih prirastkov v posameznih letih, ki nihajo okoli nje v odvisnosti od pogojev v okolju, smo izračunali indekse. Indekse smo predstavili kot časovno serijo. Iz posameznih kronologij, osvobojenih biološkega trenda rasti, smo nato izračunali povprečne kronologije za posamezne lokacije. Grafična primerjava vzorcev znotraj lokacij, kakor tudi med lokacijami, je pokazala, da med njimi obstaja velika sinhronost v priraščanju. Na podlagi te ugotovitve sta bili izdelani povprečni kronologiji za lokacije s črnimi bori in hrasti gradni. V končni fazi smo obe povprečni kronologiji primerjali s klimatskimi podatki meteoroloških postaj. Ker odnosi med prirastkom in klimo niso funkcijski, ampak statistični, smo povezavo med širino letnic in temperaturami ter padavinami ugotavljali s pomočjo računanja korelacijskih koeficientov (r). Pomembnost korelacijske zveze smo ugotavljali s pomočjo t-testa, oziroma smo kot pokazatelje vsaj določene stopnje povezanosti upoštevali korelacijske koeficiente, ki so bili večji (manjši) od ± 0,20. 16 ANNALES 2/'92 Darko OCRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 Tabela 1: Pregled podatkov o lokacijah vzorčenja Lokacija Nadmorska višina Lega Naklon površja Matična podlaga Tip prsti Globina prsti Tekstu ra Grobi pesek Melj Glina Drobni pesek Bržanija 210 m JZ pobočje 10-16 st. lapor - - - _ - Socerb 390 m planota 0 st. apnenec rendzina 9-13 cm ilovnata glina 6.04% 21.7% 44.5% 27.76% Petrinje 410 m planota 0 st. apnenec rendzina 4-14 cm ilovnata glina 6.03% 21.3% 29.6% 43.70% Lipa 560 m JV pobočje apnenec rendzina - - Komen 315 m JV pobočje apnenec rjava pokarb. - - - - - - VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA ŠIRINO LETNIC ČRNIH BOROV Oris lokacij vzorčenja Bržanija Lokacijo Bržanija smo poimenovali po pokrajini, ki se spušča izpod kraškega roba (Stene) v dolino Rižane oz. Osapske reke. Tu smo na približno 10 -16 stopinj strmem, prisojnem, lapornatem pobočju pri vasi Bezovi-ca (n.v. 210 m) izbrali za analizo 10 dreves črnega bora. Nasad črnega bora, iz katerega smo izbirali vzorce, je nastal na nekdanjem erozijskem žarišču, ki so ga pogoz-dili pred 90 leti. Nad lapornato osnovo se je v omenjenem času nabrala 5-10 cm debela plast slabo preperelih iglic - prave prsti tu ni. Drevesa, iz katerih smo dobili izvrtke, so bila stara okoli 60 let in so dosegla višino 1015 m. Kronologija za to lokacijo je dolga 50 let (1938 -1988). Socerb Lokacija Socerb je na Podgorsko-socerbskem krasu, ob socerbskem gradu, na nadmorski višini 390 m. Vzorce smo vzeli iz črnih borov, ki rastejo posamično ali v manjših skupinah tik ob robu planote. Tla so plitva. Deset meritev v obsegu drevesnih korenin je pokazalo, da se je na apnenčasti osnovi razvila 9 do 13 cm globoka, ilovnato glinena, nesklenjena rendzina. Drevesa ob socerbskem gradu so enako visoka kot v Bržaniji, stara pa 50 do 60 let. Kronologija širin letnic je dolga 38 let (1950 -1988). Petrinje V podobnih rastiščnih razmerah kakor črni bori iz Socerba rastejo tudi črni bori na lokaciji Petrinje, ki leži nekoliko višje (410 m) in je pomaknjena bolj v notranjost planote. Petrinjski bori so starejši (60 - 70 let) in višji (15 -18 m) od socerbskih. Kronologijo letnic za to lokacijo smo sestavili za obdobje 1946 -1988, to je, za 42 let. Lipa - Komen Na lokacijah Bržanija, Socerb in Petrinje smo analizirali izvrtke. Iz okolice Lipe in Komna na Krasu pa smo dobili po dva kolobarja črnega bora. Kolobarja iz okolice Komna sta iz borovih dreves, ki so rasla na jugovzhodnem pobočju hriba, na nadmorski višini okoli 315 m. Po podatkih Zavoda za pogozdovanje in melioracijo Krasa iz Sežane so se tu na apnenčasti podlagi razvila rjava pokarbonatna tla. Kolobarja sta iz umetno zasajenega sestoja, starega okoli 85 let. Kolobarja iz okolice Lipe sta z jugovzhodnega pobočja Trstelja, v nadmorski višini okoli 560 m. Matična osnova je tudi tu apnenec, na njej pa se je razvila rendzina. Črna bora iz Lipe sta nekoliko mlajša od sosednjih iz Komna. Mlajši ima 55, starejši pa nekaj nad 60 let. Iz vseh štirih kolobarjev smo sestavili povprečno kronologijo, dolgo 38 let. Rezultati korelacijske analize Odnose med padavinskimi in temperaturnimi razmerami ter širino letnic prikazujejo koeficienti korelacije (r). Širino letnic smo primerjali s podatki o temperaturah in padavinah v 18- mesečnem obdobju, od maja v pretekli vegetacijski sezoni do oktobra tekoče sezone, ko se rast v glavnem zaključi. Primerjavo smo opravili po mesecih in letnih časih, za vegetacijsko sezono (obdobje od aprila do vključno septembra) in po letih. Za proučevanje vpliva klimatskih razmer v pretekli vegetacijski sezoni in v dobi mirovanja neposredno po njej smo se odločili zato, ker je debelinski prirastek v tekoči sezoni odvisen tudi od pogojev priraščanja v prejšnji, kakor tudi od samega poteka mirovanja. Povprečna kronologija, ki smo jo izdelali za vse štiri lokacije s črnimi bori, je dolga 38 let (1951 - 1988). Primerjali smo jo s podatki meteorološke postaje Komen. Bližnja meteorološka postaja, vsaj za lokacije Bržanija, Socerb in Petrinje, je sicer Kubed, vendar so bili rezultati za te tri lokacije v odnosu s podatki za Kubed že predstavljeni (D.Ogrin, 1989). Komen smo v tem primeru izbrali tudi zato, ker je lokacija Lipa-Komen, ki je vsebovana v skupni kronologiji, prikazala močnejše odnose s klimo od drugih treh lokacij. Kljub temu pa se rezultati, ki so bili dobljeni s pomočjo podatkov meteorološke postaje Komen, bistveno ne razlikujejo od tistih, ki smo jih dobili s pomočjo postaje Kubed, le zveze so v primeru Komna močnejše. V dobi mirovanja (pozimi) in na začetku vegetiranja (spomladi) višje temperature od povprečja stimulirajo prirast (zima r= 0,4970/0,05; pomlad r= 0,2846/NS; marec r= 0,5544/0,01). Povprečna zimska temperatura je v Komnu 3,4°C (1955-1980), spomladanska pa 10,8°C (1955-1980), kar je po Frittsu (1976, str. 165) pod optimalno temperaturo za fotosintezo, ki je za drevesne vrste iz zmernega pasu od 15 do 20°C. V drugih mesecih in 17 ANNALES 2/'92 Darko OCRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 " Tabela 2: ČRNI BORI - rezultati korelacijske analize padavine temperature N r t P N r t P Maj 37 -0.4613 -3.070 0.01 29 0.2468 1.323 NS O Jun 37 0.0104 0.061 NS 29 -0.0045 -0.020 NS H LU _J Jul 37 0.0601 0.356 NS 29 -0.1294 -0.670 NS o —J Avg 37 0.0661 0.392 NS 29 0.0113 0.058 NS V LU H UJ Sep 37 -0.1349 -0.800 NS 29 -0.2890 -1.560 NS Okt 37 0.2509 1.533 NS 29 -0.2976 -1.610 NS Nov 37 0.1030 0.613 NS 29 -0.3535 -1.960 0.1 Dec 37 0.2491 1.522 NS 29 0.0838 0.437 NS Jan 38 -0.0728 -0.430 NS 30 0.1780 0.957 NS Feb 38 0.0141 0.084 NS 30 0.2554 1.398 NS o i- Mar 38 -0.1184 -0.710 NS 30 0.5544 3.525 0.01 Apr 38 -0.0676 -0.400 NS 30 -0.0049 -0.020 NS >U O v: LU Maj 38 0.1532 0.930 NS 30 -0.3671 -2.080 0.05 Jun 38 0.1741 1.060 NS 30 -0.0255 -0.130 NS t— Jul 38 0.2972 1.868 0.1 30 -0.3234 -1.800 0.1 Avg 38 -0.0469 -0.280 NS 30 -0.3694 -2.100 0.05 Sep 38 0.3881 2.526 0.05 30 -0.2342 -1.270 NS Okt 38 0.2241 1.380 NS 30 -0.3143 -1.750 0.1 Zima 29 0.2177 1.159 NS 25 0.4970 2.747 0.05 Pomlad 30 -0.0675 -0.350 NS 26 0.2846 1.454 NS Poletje 30 0.3225 1.803 0.1 26 -0.3880 -2.060 0.1 Jesen 30 0.1941 1.047 NS 26 -0.2841 -1.450 NS Veg.doba 38 0.3713 2.399 0.05 30 -0.4829 -2.910 0.01 Leto 38 0.3413 2.179 0.05 30 0.0257 0.136 NS N - število r - korelacijski koeficient t - t-test p - nivo pomembnosti letnih časih višje temperature zavirajo prirast. Izrazit je negativen pomen nadpovprečno visokih temperatur poleti (r= -0,388 / 0,1) in v vegetacijski dobi (r= -0,4829 / 0,01). Povprečne poletne temperature se v Komnu gibljejo okoli 19,8°C, v vegetacijski dobi pa okoli 16,3°C (1955-1980). V tem času povzročajo višje temperature visoko evapotranspiracijo, kar rastline zaradi pomanjkanja talne vlage občutijo kot sušo. Po D. Plutu (1981) je v Kubedu in na Kozini potencialna evapotranspiracija višja od povprečne količine padavin v juliju in avgustu, v Kopru pa je to obdobje daljše in traja od maja do avgusta. Kot faktor sušnosti pa niso upoštevane talne in kamninske razmere, ki na kraškem svetu sušnost še pospešujejo. Višje temperature v jeseni preteklega leta (september r= -0,289 / NS; oktober r= -0,2976 / NS; november r= -0,3535/ 0,1) so neugodne za prirast. H. C. Fritts (1976, str. 396) razlaga ta pojav na dva načina. Prvič, da višje temperature od normalnih v jeseni lahko podaljšajo rast tkiv, ki porabijo zaloge hrane, namenjene rasti v naslednji pomladi. In drugič, višje temperature v jeseni odložijo pripravo lesa na zimo. To poveča občutljivost tkiv na poškodbe zaradi mraza in negativno učinkuje na prirastek v naslednji rastni sezoni. Pri vplivu padavinskih razmerje slika bolj enostavna. Ob strani puščamo statistično pomemben korelacijski koeficient za maj v pretekli sezoni (r= -0,4613 / 0,01). Vsi ostali statistično pomembni koeficienti so pozitivni in se nanašajo na padavinske razmere v vegetacijski dobi (julij r= 0,2972 / 0,1; september r= 0,3881 / 0,05; poletje r= 0,3225 / 0,1; vegetacijska doba r= 0,3713 / 0,05). Statistično pomemben je tudi r za letno vsoto padavin (r= 0,3413 / 0,05), kar pomeni, da črni bori s Krasa v letih z nadpovprečno količino padavin (v obdobju 1951-1980 je povprečje za Komen 1666 mm) tvorijo tudi širše letnice. Isto lahko trdimo tudi za padavine poleti in v celotni vegetacijski dobi. Potreba po višji količini padavin na Krasu ni toliko povezana z nizkimi količinami padavin, saj jih je v Komnu več kot 1500 mm letno - v vegetacijski dobi čez 800 mm, poletje pa je za jesenjo s 412 mm padavin (1951-1980) drugi najbolj namočeni letni čas. Ta potreba je bolj povezana s kraškim značajem površja in tanko odejo prsti, ki zadrži le malo vlage. Mala retenzijska sposobnost prsti in relativno visoke temperature poleti (povprečje 1955-1980 je 19,8°C) sušnostše pospešujejo, zaradi česar rastline doživijo v rastni sezoni večkrat "sušni stres". "Odzivna funkcija" (slika 3), ki prikazuje odvisnost širine letnic od obeh opazovanih klimatskih elementov, priča, da so za bore s Krasa za prirast ugodna leta, v katerih je jesen prejšnjega leta nekoliko hladnejša in bolj 18 ANNALES 2/'92 Darko OCRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 Tabela 3: Pregled podatkov o lokacijah vzorčenja Lokacija Nadmorska višina Lega Naklon površja Matična podlaga Tip prsti Globina prsti Tekstu ra Grobi pesek Melj Glina Drobni pesek Brdo 260 m vrh slemena 0-3 st. peščenjak karb.renzina 17-33 cm meljasta ¡lov. 5.45% 51.4% 8.1% 35.05 Plasa 320 m JZ pobočje 3-5 st. apnenec renzina 17-30 cm glina 4.86% 24.4% 59.5% 11.24% Topolovec 410 m SZ pobočje 7-1 Ost. peščenjak antropogena tla - - - - - namočena od običajnih, zima in pomlad pa morata biti predvsem topli. Poletje in celotna vegetacijska sezona pa morata biti hladnejša in bolj namočena od povprečja. Da bi dobili skupen vpliv padavinskih in temperaturnih razmer na širino letnic poleti oz. vcelotni vegetacijski sezoni, smo izračunali koeficiente múltiple korelacije. Za poletje znaša 0,437. To pomeni, da lahko 19% variance prirastka pojasnimo s padavinami in temperaturami poleti. Za celotno vegetacijsko sezono pa je ta koeficient večji (kar 0,5363) oziroma skoraj 29% variance prirastka je pojasnjeno s padavinami in temperaturami v vegetacijski dobi. V bolj aridnih pokrajinah so ti koeficienti višji. Za alepske bore (Pinus halepensis) iz okolice Marseilla v južni Franciji so izračunali, da klima pojasnjuje 68% variance prirastka, za zahodne rumene bore (Pinus ponderosa) iz aridnega zahodnega dela ZDA pa kar 87% (H. C. Fritts, 1976, str. 380). Za rast alepskih borov so pomembne nadpovprečne padavine v vseh letnih časih, pomen temperatur paje manjši kot pri nas na Krasu. Bori iz aridnih predelov ZDA tvorijo širše letnice v letih, ko so jesen preteklega leta, zima in pomlad vlažnejši od povprečja, ko sta poletje in zgodnja pomlad hladnejši, april pa toplejši od povprečja (H. C. Fritts, 1976, str. 379). a mar. p.ma¡. r - - - " i a ¡ari. l i P-jur toplo A zima ■0.4 ■ 0.3 , , a pomlad □ fefa. • o,2 - - , •0.1 i i p.avg. ■ suho -°'4 "O-3 -0!2 -°'1a"Pr-i i p.sep. ' 0!l ,0 2 o:3 0.4 mokro jun. -0,1 ' p dec. i .-0.2. . j „, .a At. *p- ■ -0.3 jesea ^ A _ okt jul. p.nov.*. * -0.4 maj. poletje hladno miL 3. Odzivna funkcija za črne bore VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA ŠIRINO LETNIC HRASTOV GRADNOV Oris lokacij vzorčenja Brdo Brda imenujejo domačini v zgornjem delu Rižanske doline flišne osamelce nad levim in desnim bregom Rižane nasproti Bržaniji. Z globokimi hudourniškimi dolinami so ločena od drugega, bolj sklenjenega flišnega sveta. V preteklosti so bila Brda pašniške površine vasi na Bregu, po katerih nosijo tudi imena (npr. Hrastoveljsko Brdo, Loško Brdo ipd.). Po drugi svetovni vojni pa so se večinoma zarasla. Z enega od njih, Bezoviškega brda (n.v. 260 m), smo dobili 5 kolobarjev hrasta gradna (Quercus petraea). Karbonatna rendzina je po D. Stepančiču (1974) na strmih pobočjih Brd zaradi paše v preteklosti in erozije nesklenjena. Pogosto moli na površje proti preperevanju bolj odporni flišni peščenjak. Na temenih Brd je profil prsti globji (na Bezoviškem Brdu smo namerili od 17 do 33 cm). Prst na Bezoviškem Brdu je meljasta ilovica. Cradnizvrha Brda so ob poseku dosegli starost 35-40 let. iz njih smo sestavili 34 let (1955 - 1988) dolgo kronologijo indeksov širin letnic. Plasa Lokacija Plasa leži na Podgorskem krasu, nad prvim sistemom apnenčastih stopenj nad Rižansko dolino. Dobili smo dva kolobarja hrasta gradna, ki sta rasla na n.v.320 m, na rahlo nagnjenem, skalovitem pobočju. V žepih med skalami je prst globoka 17 do 30 cm in je precej humusna in glinasta. Ob poseku sta bila hrasta stara 43 let. Tako dolga je tudi kronologija. Topolovec Iz vasi Topolovec v notranjosti Slovenske Istre smo dobili 97 let star kolobar hrasta gradna. Hrast je rasel na samem, na robu terasiranega travnika, v nadmorski višini okoli 410 m. Terase v bližini posekanega hrasta so bile v preteklosti intenzivneje obdelane (njive), kar je kljub zaraščanju še danes vidno. Matična osnova je flišni peščenjak. Rezultati korelacijske analize Skupna kronologija, ki smo jo sestavili za hraste gra-dne je dolga 31 let (1955 - 1985). Primerjali smo jo s podatki meteorološke postaje Kubed (n.v. 262 m). 19 ANNALES 2/'92 Darko OCRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 Rezultati kažejo na podobno odzivnost kakor pri črnih borih, le daje pri hrastih odzivnost na padavinske razmere močnejša. Nadpovprečna količina padavin deluje v vseh letnih časih stimulativno na prirast. Če vpliv padavin uredimo po pomembnosti, potem so za prirast najpomembnejše padavine v vegetacijski dobi (r= 0,6654 / 0,001), znotraj nje pa višja količina padavin v poletnih mesecih (poletje r= 0,5592 / 0,01; julij r= 0,3372 / 0,1; avgust r= 0,5002 / 0,01; september r= 0,2893 / NS). Podobno kotza bore je pomembno, da je nadpovprečno namočena tudi jesen preteklega leta (oktober r= 0,3193 / 0,1; november r= 0,2207 / NS; december r= 0,2956/0,1). Blizu statistične pomembnosti sta tudi korelacijska koeficienta za padavine spomladi (r= 0,2549 / NS) in za celoletno vsoto padavin (r= 0,2898/NS). Zveza med padavinami in širino letnic je tudi v tem primeru premo sorazmerna. Nadpovprečna količina padavin (v Kubedu pade letno okoli 1300 mm padavin, od tega v vegetacijski dobi okoli 660 mm, poleti okoli 340 mm, v jeseni pa okoli 370 mm - 1951-1980) pomeni višjo talno vlažnost, kar zmanjšuje "sušni stres", ki v letih s podpovprečno količino padavin omejuje fiziološke procese, ki vplivajo na rast (H. C. Fritts, 1976, str. 397). Tabela 4: HRASTI GRADNI - rezultati korelacijske analize V primerjavi z bori imajo pri hrastih temperaturne razmere manj pomembno vlogo. Se najpomembnejše so temperaturne razmere pozimi. Višje temperature vtem letnem času, zlasti pa februarja, vplivajo negativno na prirast (zima r= -0,303 / NS; februar r= -0,3371 / 0,1). To je v nasprotju z bori, pri katerih imajo višje zimske temperature pozitiven učinek na prirast v rastni sezoni. Ena od možnih razlag za ta pojav je, da je zima v Koprskem primorju eden od letnih časov, v katerem pade najmanj padavin (v Kubedu je za pomladjo z 292 mm padavin drugi najbolj sušen letni čas z 295 mm; poleti jih je npr. 337 mm. Februar pa je bil z 79 mm padavin v obdobju 1951 - 1989 sploh najbolj sušen mesec. Višje temperature v tem letnem času potemtakem povečujejo evapotranspiracijo, kar ob pomanjkanju talne vlage vodi k "sušnemu stresu". Po drugi razlagi H.C. Frittsa (1976, str. 396) pa lahko višje temperature neposredno vplivajo na povečano respiracijo, ki povzroči, da rastlina že v zimskem času porabi del zalog hrane, kar se kasneje kaže v zmanjšanem prirastku. Blizu statistične pomembnosti so korelacijski koeficienti za temperature spomladi (marec r= 0,2739 / NS; april r= 0,2865 / NS; pomlad r= 0,2485 / NS). Nadpovprečno topla pomlad pomeni večji debelinski prirastek (širše letnice), ker se zaradi višjih temperatur prej začne padavine temperature N r t P N r t P Maj 31 -0.0148 -0.070 NS 31 0.2170 1.197 NS O LU Jun 31 0.1200 0.651 NS 31 -0.0196 -0.100 NS Jul 31 -0.0513 -0.270 NS 31 0.1726 0.943 NS 0 Avg 31 0.0326 0.175 NS 31 0.1864 1.021 NS LLJ H UJ Q£ Sep 31 0.0801 0.432 NS 31 0.0457 0.246 N Okt 31 0.3193 1.814 0.1 31 0.0603 0.325 NS Nov 31 0.2207 1.218 NS 31 0.1976 1.085 NS Dec 31 0.2956 1.666 0.1 31 -0.1466 -0.790 NS Jan 31 0.0236 0.127 NS 31 0.0629 0.339 NS Feb 31 -0.1637 -0.890 NS 31 -0.3371 -1.920 0.1 O t- Mar 31 -0.0043 -0.020 NS 31 0.2739 1.5434 NS Apr 31 -0.0669 -0.360 NS 31 0.2865 1.610 NS >u O ^ LU Maj 31 0.4497 2.711 0.05 _ 31 -0.1401 -0.760 NS Jun 31 0.1721 0.941 NS 31 0.0576 0.310 NS H Jul 31 0.3372 1.928 0.1 31 0.0641 0.346 NS Avg 31 0.5002 3.111 0.01 31 -0.2752 -1.540 NS Sep 31 0.2893 1.627 NS 31 -0.0787 -0.420 NS Okt 31 -0.1168 -0.630 NS 31 -0.1071 -0.570 NS Zima 26 0.1397 0.691 NS 26 -0.3030 -1.550 NS Pomlad 26 0.2549 1.291 NS 26 0.2485 1.256 NS Poletje 26 0.5592 3.305 0.01 26 -0.0817 -0.400 NS Jesen 26 0.0262 0.128 NS 26 0.0665 0.326 NS Veg.doba 31 0.6654 4.801 0.001 31 -0.0169 -0.090 NS Leto 31 0.2898 1.631 NS 31 -0.0134 -0.070 NS N - število r - korelacijski koeficient t - t-test p - nivo pomembnosti 20 ANNALES 2/'92 Darko OGRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 m apr. 0 mar. r - - P-fiiaf. i i toplo •0.4 ■ 0.3 0 2 ' poroidd • - . - - -i ^ P-avg. ip.nov. : 0.1 i . p.okt. '•"'p.sep. . , ®Ai"l-lesen* |un.^ ie^ ^ ^ '. -0A -0Î3 -0.2 -0.1 suho i 1 okt. i L - _ _ D feb. 0'l\ 0.2 0.3 0.4 A p.(un. i x ÏS.9J. sep. A -0.1 ' @ A nmis i p.dec. mal-.-0.2. _ j A --0.3 O av9' zima •-0.4 hladno ■ oV». 4. Odzivna funkcija za hraste grad ne vegetacijska doba. Tridesetletno pomladansko temperaturno povprečje je v Kubedu 10,6°C, marčevsko 6/4°C/ aprilsko pa 10,5°C, torej pod 15°C, ki jih H.C. Fritts (1976, str. 170) postavlja kot spodnjo optimalno mejo za fotosintezo. Nadpovprečno toplo poletje pri hrastih nima izrazitega negativnega pomena. Se najbliže statistični pomembnosti je korelacijski koeficient za avgustovske temperature (r= -0.2752 / NS). Na podlagi vzorca osmih dreves lahko sklepamo, da so za prirast hrastov v Slovenski Istri pomembne predvsem padavinske razmere. Višja količina padavin pomeni večji prirastek. Se posebej to velja za padavine v vegetacijski dobi, s katerimi lahko pojasnimo kar 44% variance prirastka. POSKUS REKONSTRUKCIJE KLIMATSKIH RAZMER V PRETEKLOSTI S POMOČJO DREVESNIH LETNIC Eden od ciljev, ki si ga pogostokrat zastavijo dendro-klimatološke raziskave, je tudi rekonstrukcija klimatskih razmer s pomočjo širine letnic v t.i. "predinstrumental-nem obdobju", to je, v času, za katerega še nimamo meteoroloških meritev. Pogoja za uspešno izvedbo rekonstrukcije sta predvsem dva. Prvi: na razpolago moramo imeti dovolj dolge kronologije letnic, pridobljene na območjih, ki so za drevje klimatsko občutljiva, in drugi: zveze med širino letnic in klimo morajo biti trdne in jasne. Dovolj dolge kronologije, ki segajo več stoletij v preteklost, lahko dobimo na dva načina: s pomočjo izvrtkov (kolobarjev) iz rastočih in zelo starih dreves ali pa tako, da kronologijo sestavimo s pomočjo še rastočih dreves ali dreves, ki so bila v bližnji ali daljni preteklosti uporab- ljena kot gradbeni material (tramovi, podporni stebri), in morda s pomočjo subfosilnih in fosilnih dreves. Sledimo principu, ki ga prikazuje slika 5. Tako "zlaganje" večsto-letnih kronologij je možno le v primeru, če ves material izhaja iz rastišč z enakimi ali podobnimi klimatskimi in drugimi pogoji, ki vplivajo na rast. V Evropi so na podoben način sestavili kronologije, ki segajo v prvo tisočletje pr.n. štetjem (D.Eckstein, 1982, str.145). Metodologija rekonstrukcij temelji na primerjavi razmerij med rastjo in klimo v sedanjosti in na prenosu teh spoznanj v preteklost. Za rekonstrukcijo je idealno, če na prirast vpliva čim manjše število klimatskih elementov in če je s klimo pojasnjeno 70 - 80% variance prirastka. Običajno je ta odstotek precej nižji, zato rekonstrukcuje niso absolutno zanesljive in jih moramo preveriti in dopolniti (M.K.Hughes in ostali, 1982, str. 159) Postopek rekonstrukcije je v prvi fazi enak postopkom, ki smo jih uporabili pri odkrivanju zvez med širino letnic in klimo. Po opravljenih meritvah sestavimo kronologijo širin drevesnih letnic in če imamo možnost, izvedemo tudi križno datiranje. Kronologijo, osvobojeno biološkega trenda, nato še primerno zgladimo. S tem se znebimo kratkoročnih variacij, do večjega izraza pa pridejo srednjeročne in dolgoročne spremembe. V naslednji fazi izračunamo odklone (v %), kjer nam pozitivna vrednost odklonov pomeni leta oz. obdobja, ko je bila širina letnic nadpovprečna, negativni odkloni pa leta (obdobja) s podpovprečnim priraščanjem. Če smo poprej ugotovili tesno in jasno zvezo med klimo in Širino letnic, pomenijo ti odkloni istočasno tudi nihanja klimatskih pogojev v okolju. Tako dobljeno rekonstrukcijo pa moramo obvezno preveriti (verificirati) s pomočjo podatkov meteoroloških postaj, rekonstrukcij, narejenih z drugimi metodami, in s pomočjo podatkov iz zgodovinskih virov. Možnost napak je namreč velika, še zlasti, če je rekonstrukcija narejena s pomočjo samo enega ali nekaj vzorcev in če nismo opravili križnega datiranja. V prispevku predstavljamo dve rekonstrukciji, ki sta bili narejeni s pomočjo hrasta gradna iz Topolovca (Slovenska Istra) in kronologije, sestavljene iz dveh kolobarjev črnih borov iz Komna na Krasu. Kronologiji sta dolgi 97 oz. 84 let, torej segata v obdobje, za katerega imamo na razpolago klimatske podatke tudi iz naše bližine (za Trst od leta 1850, za Koper in Kubed od leta 1925 dalje). S tega vidika sta rekonstrukciji nepotrebni, imata pa svojo metodološko vrednost, zato ju tudi objavljamo. Rekonstrukcija padavinskih razmer v vegetacijski dobi s pomočjo hrasta gradna iz Topolovca Podrobnejše rastiščne razmere, v katerih je rastel ta hrast, smo opisali v prejšnjih poglavjih. Najtesnejšo zvezo smo izračunali za primerjavo med širino letnic in padavinami v vegetacijski dobi (r= 0.4466 / 0.01), kar pomeni, da lahko s to zvezo pojasnimo 20% variance debelinskega prirastka. Ker imamo za večji del obdobja, 21 ANNALES 2/'92 Darko OGRiN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 5. Princip sestavljanja kronologije (po M.G.I.Baille - J.R.Pilcher, 1976, s.424) a) s pomočjo rastočih dreves b) s pomočjo gradbenega lesa uporabljenega v bližnji preteklosti c)fd) s počjo gradbenega lesa uporabljenega v daljni preteklosti v katerem je drevo rastlo (1888 -1985), tudi meritve za bližnjo meteorološko postajo Kubed (padavinski niz se začne z letom 1925), so nam padavinski podatki za to postajo služili kot verifikacija za dobljeno rekonstrukcijo. Za obdobje 1888 -1925 pa smo rekonstrukcijo preverjal i s pomočjo podatkov meteorološke postaje Trst, ki ima podoben padavinski režim kot Kubed. Krivulji, ki predstavljata rekonstruiran potek padavin v vegetacijski dobi in potek padavin v dobi rasti po podatkih meteorološke postaje Kubed oz. Trst, nimata posebej skladnega poteka, kar je razumljivo, saj korela-cija med širino letnic in padavinami v vegetacijski dobi ni posebej visoka (slika 6). Rekonstrukcija nam kaže, da je bila količina padavin v vegetacijski dobi (april - september) večino obdobja nadpovprečna. Po rekonstrukciji so bile padavine podpovprečne le pred letom 1900, med leti 1920 in 1935 in po letu 1975. Še zlasti izstopajo viški padavin med leti 1965 -1970, okoli leta 1955,1903 in okoli leta 1942. Primerjava rekonstrukcije s klimatskimi podatki pokaže, daje bilo obdobje z nadpovprečno količino padavin 1935 - 1975 nekoliko krajše, saj se začne z letom 1935 in končaz letom 1978. Pred tem pa imamo od leta 1929 do leta 1950 obdobje s podpovprečno namočeno vegetacijsko sezono. Se zlasti je bilo malo padavin med leti 1943 in 1948. Ta nižekse pokrivaz "nižkom", dobljenim s pomočjo rekonstrukcije, ko rekonstruirana količina padavin pade na povprečje. 6. Topolovec (hrast graden) - rekonstrukcija in verifikacija (15-letna zaporedna povprečja) Pred letom 1929 sta, po podatkih za Trst, še dve obdobji z nadpovprečno količino padavin v vegetacijski sezoni: 1910 -1920 in 1891 -1898, med obema pa je obdobje s podpovprečno količino padavin. Vsa tri obdobja se s potekom rekonstruiranih padavin ne ujemajo. Drugi "nižek", v okviru dolgega obdobja z nadpovprečno količino padavin v vegetacijski dobi okoli leta 1960, ki smo ga dobili s pomočjo rekonstrukcije, nima podlage v dejanskih padavinskih razmerah. Očitno je upad debelinskega prirastka vtem času pogojen z nepa-davinskimi dejavniki. Pač pa sovpadata rekonstruirani in dejanski višek padavin okrog leta 1965. Večje sovpadanje obeh krivulj dobimo, če krivulji še naprej "gladimo". S tem namenom smo izračunali 15-letnazaporedna povprečja (slika 7). Vtem primeru lahko s pomočjo obeh krivulj določimo splošen trend naraščanja padavin v dobi rasti od 30-tih let 20.stoletja (po rekonstrukciji) - oziroma 40-tih let (po podatkih za Trst in Kubed) - do konca 50-tih let, ko dosežejo padavine višek. V 60-tih in 70-tih letih pa začne količina padavin upadati. Rekonstrukcija letne količine padavin s pomočjo črnih borov iz Komna na Krasu Za črne bore s Krasa smo ugotovili, da obstaja velika odvisnost debelinskega prirastka od padavinskih in temperaturnih razmer. Širše letnice nastanejo v letih, ki so nadpovprečno namočena in ki imajo podpovprečne temperature v vegetacijski dobi. Najtrdnejšo zvezo pa 22 ANNALES 2/'92 Darko OCRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 smo dobili pri primerjavi širine letnic z letno količino padavin (r= 0.5529 / 0.001), kar pomeni, da lahko 30% variance prirastka pojasnimo s to povezavo. To zvezo smo uporabili tudi za poskus rekonstrukcije poteka letne količine padavin. Tabela 5: Obdobja z nadpovprečno in podpovprečno količino padavin med leti 1908 in 1985 po podatkih meteorološke postaje Trst in po rekonstrukciji (7-letne drseče sredine) TRST REKONSTRUKCIIA NAD POV. 1912 -1918 1914-1917 1927-1934 1961 - 1966 1961 -1964 1976- 1979 1978 POD POV. - 1910 -1913 1920-1924 1919-1935 1935 - 1959 1942-1947 1969-1974 1965- 1977 1980- 1979- I Za rekonstrukcijo smo uporabili kronologijo indeksov širin drevesnih letnic, ki smo jo sestavili iz dveh kolobarjev črnega bora iz okolice Komna. Osnovna kronologija je dolga 84 let in zajema obdobje od leta 1905 do leta 1988. Za verifikacijo opravljene rekonstrukcije smo uporabili podatke o letni količini padavin z meteorološke postaje Trst. 50-, s-s 25- > e 0- o V o -25- O -m- » rekonstrukcija • Trst-lttnd kol. pad. i l Á |A> I v y à \ // \ \j,___' j \\ / ¡ v V / i ^V / Í\a 1901 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 leta ___r šir.let/letna kol, pad = 0.5529 (301) 8. Komen (črni bori) - rekonstrukcija in verifikacija V primerjavi z rekonstrukcijo iz Topolovca kažeta krivulji rekonstrukcije in klimatskih podatkov za črne bore bore iz Komna (slika 8) večje sovpadanje, kar je posledica za 10% višjega deleža pojasnjene variance. Od 10-tih menjajočih se obdobij z višjimi oz. nižjimi količinami padavin jih sovpada kar 9. Kljub temu pa bi samo s pomočjo rekonstrukcije padavinskih razmer na podlagi širine drevesnih letnic v našem primeru težko natančno določili obdobjaz nadpovprečno in podpovprečno letno količino padavin. V tem primeru se ujema samo šest nihajev. Za večjo tovrstno natančnost bi potrebovali višji delež pojasnjene variance. RIASSUNTO Nel contributo viene trattato ¡I rapporto tra la larghezza degli anelli e la temperatura e le precipitazioni per il Pino ñero e la Quercia nel Litorale capodistriano e sul Carso. Per constatare il legame abbiamo usato il método dendroclimatologico. L'esame di 34 esemplari di pino ñero ha dimostrato che la larghezza degli anelli dipende dalla temperatura e dalle precipitazioni. Le temperature che superano la media s/'a d'inverno che in primavera stimolano la crescita del tronco, negli altri periodi dell'anno invece la ostacolano, soprattutto se vengono regístrate d'estate e nel periodo vegetativo. Per quanto riguarda le precipitazioni sono importanti le grandi quantitá di precipitazioni d'estate e durante l'intero periodo vegetativo. Le ricerche su otto esemplari di quercia hanno dato risultati molto simili a quelle condotte sui pini neri, con l'unica differenza che le querce sono piú sensibili alie precipitazioni. Risultano cosi stimolative per la crescita precpitazioni sopra la media in tutte le stagioni, ma soprattutto in estáte e nell'intero periodo vegetativo. Come per i pini anche le querce é molto importante che l'autunno dell'anno precedente sia molto umido ed in particolar modo risulta decisivo il mese di ottobre. Le temperature influiscono molto meno sulle quercie. Emerge soltanto il problema degli inverni miti. Questi ostacolano la crescita. Nella seconda parte del contributo abbiamo tentato di ricostruire le condizioni dimatiche nel passato con l'ausilio degli anelli di una quercia di 97 anni, cresc¡uta a Topoiovec, nell' Istria slovena, e di un pino ñero di 84 anni rinvenuto a Komen, sul Carso. Abbiamo riscotruito la quantitá annuale di precipitazioni e la quantitá nel periodo vegetativo. 23 ANNALES 2/'92 Darko OGRIN: VPLIV PADAVIN IN TEMPERATUR NA DEBELINSKI PRIRAST..., 15-24 VIRI IN LITERATURA Aloui A.,1978. Quelqes aspects de la dendroclimatolo-gie en Khroumiries (Tunisie). D.E.A. d'Ecologie medi-terraneeanne. Universite Aix - Marseille III. Bailie J.R. - Pilcher M.G.L.,1976. Climate Records Dug from Irish bogs. Geografical magazin 7. Berger A., Guiot, J., Mathieu, L.,1979. Cedar Tree-Rings and Climate in Marroco. Tree-Ring Bulletin 39. de Martin P.,1970. Les anneaux de croissance des arbres. Revue geographiqe de I'Est 3-4. Eckstein D.,1982. Europe Oak Chronologies, v: CI i mate from Tree Rings. Cam ridge. Fritts, H. C.,1974. Relationships of Ring widths in Arid-Side Conifers to Variations in Monthly Temperature and Precipitations. Ecol.Monogr. 4 (44). Fritts, H. C.,1976. Tree Rings and Climate. London. Furlan, D.,1966. Ugotavljanje evapotranspiracije s pomočjo normalnih klimatskih pokazateljev. Letno poročilo meteorološke službe HMZ za leto 1964. Ljubljana. Gams, l.,1990. Klima Koprskega primorja in njen pomen. Primorje - zbornik 15.zborovanja slovenskih geografov. Portorož. Garfinken H.C. - Brubaker L.B.,1980. Modem climate - Tree Grown Relationship and Climatic Reconstruction in Sub-Artie Alaska, Nature 286. Graumlich L.J.,1987. Precipitations Variation in the Pacific Nortwest (1675 - 1975) as Reconstructed from Tree Rings, Annals of Association of American Geographers 1. Hansen - Bristow, K.J., Ives, J.D., Wilson, J. P.,1988. Climatic Variability and Tree Response within the Forest- Alpine Tundra Ecotope.Annals of American Geographers, vol.78 št.3 Heikkinen, Q.,1985. Relationship Between Tree Growth and Climate in the Subalpine Cascade Range of Washington,USA. Annals Bot. Fennici 22. Helsinki. Hughes, M. K., Kelly, P. M., Pilcher, J. R., La March e, V.C. 1982. Climate from Tree Rings. Cambridge. Klimatografija Slovenije, 1988. 1 .zvezek - Temperature. Hidrometeorološki zavod Slovenije. Ljubljana. Klimatografija Slovenije, 1989. 2.zvezek - Padavine. Hidrometeorološki zavod Slovenije Ljubljana. Kotar, M.,1986. Prirastoslovje. Ljubljana. La Marche, V. C., Stockton, E.W., 1974. Chronologies from the Temperature-Sensitive Bristlecone Pines at Upper Tree Line in Western United States. Tree-Rings Bulletin 34. Morey P.R., 1974. How Trees Grow, studies in Biology No.39. London. Ogrin, D., 1989. Vpliv padavinskih in temperaturnih razmer na širino letnic črnih borov (Pinus nigra) v sub-mediteranski Sloveniji. Dela 6. Oddelek za geografijo FF. Ljubljana. Ogrin, D.,1989a. Dendroklimatologija in možnosti uporabe njene metode v Sloveniji. Geografski vestnik LXI. Ljubljana Ogrin, D., 1990. Klimatska pogojenost drevesnega prirastka v Sloveniji. Magistrska naloga. Oddelek za geografijo FF. Ljubljana. Plut, D.,1981. Prikaz in ocena naravnogeografskih potez Koprskega primorja z vidika načrtovanj prostorskega razvoja. Slovensko morje in zaledje 4-5. Koper. Seue, F.,1973. Contribution a I'etude dendroclirnatolo-gique du pin d'Alep (Pinus halepensis Mill). These Dr. des Sciences Nat. Marseille. Stamenkovič V.,1974. Rast i proizvodnost stabala i šumskih sastojina. Beograd Stepančič, D.,1974. Tla na eocenskem flišu Savrinske-ga gričevja. Disertacija. Ljubljana. 24