Original paper

Changes in microclimate and vegetation after thinning in a montane virgin forest

Volpers, Th.

Phytocoenologia Band 17 Heft 1 (1989), p. 71 - 104

63 references

published: Feb 6, 1989

DOI: 10.1127/phyto/17/1989/71

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ArtNo. ESP024001701002, Price: 29.00 €

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Abstract

The Rodhopi Forest, a nature reserve in North-East Greece, is dominated by beech (Fagus sylvatica s. l.), fir (Abies borisii-regis) and spruce (Picea abies) in the (high-)montane region. The climate, the vegetation and the fauna show a Central European character. Parts of the reserve, which covers about 900 ha, are untouched virgin forest. In other areas forest roads were built from 1976 to 1979 and the immense stock of wood was utilized by limited forest operations during that time. In 1984 the effects of wood felling on the ecosystem of a virgin forest were investigated for vegetation science and microclimatology. Two sets of sample areas were selected for the research. One sample area of each set was situated in a thinned forest, the second one in virgin forest for comparison. The comparability of the sample areas was proved in detail. The stands investigated belong to the Luzulo-Fagion, as do most of the woods in the reserve. The forests examined were in their optimal phases. The results of the research are as follows: The zone near to the ground is darker in the virgin forest than in the thinned stands. The air temperature at 1 m height is lower during the day (up to > 10.5 °C) and higher during the night (up to > 0.5 °C) in the untouched virgin forest than in the thinned forest. The ground temperature at a depth of 10 cm is cooler (up to > 0.8 °C) in the virgin forest than in the thinned stand. The differences in the relative humidity between the compared sample areas amount to about 2 %-points. The humidity is higher and similarly the evaporation is up to 20 % less in the virgin forest than in the thinned one. The nonintercepted precipitation is greater after wood felling than in the fully-covered virgin forest. The soil both in the virgin forest and in the thinned forest is well supplied with nutrients. Significant differences only occur in the C/N ratios. In the virgin forest they are more favourable. There, too, the leaf litter is distributed more evenly than in the thinned forest. Three groups of species can be distinguished from the interpretation of the relevés: "virgin forest species", "disturbance indicators" and "indifferent species". The average indicator values of the first two groups differ clearly from each other. The light (L) values are less and the temperature (T) values are greater in the "virgin forest species". Their soil humidity requirements (F) and demands on alkali- (R) and humus content (H) are greater than in the "disturbance indicators". Many species of the latter group are indifferent to temperature (T) and continentality (K). The requirements of the species, represented by their indicator values, correspond very well with the results of the measurements. Altogether the way forestry has made use of the virgin forest has caused distinct changes in this ecosystem.

Kurzfassung

Das Reservat Rodopi-Urwald in Nordgriechenland umfaßt einen Buchen- Tannen-Fichten-Mischwald der (hoch-) montanen Stufe. Klima, Vegetation und Fauna tragen ausgeprägt mitteleuropäische Züge. Ein Teil des ca. 900 ha großen Schutzgebietes wird von ungestörtem Urwald eingenommen. In anderen Bereichen wurden zwischen 1976 und 1979 Forstwege gebaut und einmal einzelstammweise Teile des großen Holzvorrats genutzt. 1984 wurden die Auswirkungen der Durchforstung auf den Lebensraum Urwald unter vegetationskundlichen und mikroklimatischen Aspekten untersucht. Als Untersuchunsobjekte dienten je zwei Probeflächen im Urwald und im durchforsteten Bereich. Die Vergleichbarkeit der Probeflächen wird ausführlich belegt. Es handelt sich um zwei Bestände in der Optimalphase, die, wie der größte Teil des Waldes, ins Luzulo-Fagion zu stellen sind. Die Untersuchungen erbrachten folgende Ergebnisse: Die bodennahe Zone ist im ungestörten Urwald dunkler als im durchforsteten Wald. Die Lufttemperaturen in 1 m Höhe sind im Urwald tagsüber bis mehr als 1,5 °C niedriger und nachts bis über 0,5 °C höher als in den durchforsteten Beständen. Die Bodentemperaturen in 10 cm Tiefe liegen im Urwald bis über 0,8 °C unter denen des genutzten Waldes. Die Differenzen der relativen Luftfeuchte in den Vergleichsflächen betragen etwa 2 %-Punkte. Die Luftfeuchtigkeit ist im Urwald höher und dementsprechend ist die gemessene Evaporation um bis zu 25 % geringer als im durchforsteten Bestand. Der Niederschlag im Kronendurchlaß ist nach dem Holzeinschlag höher als im dichten Urwald. Die Böden von Urwald und genutzten Beständen sind gut mit Nährstoffen versorgt. Signifikante Unterschiede treten nur im C/N-Verhältnis auf; es ist im Urwald enger. Dort liegt auch die Laubstreu gleichmäßiger verteilt als im durchforsteten Bestand. Pflanzensoziologische Aufnahmen lassen drei Artengruppen erkennen: "Urwaldpflanzen", "Störungszeiger", und "indifferente Arten". Die Zeigerwertspektren der beiden ersten Gruppen sind deutlich voneinander verschieden. Die "Urwaldarten" tendieren zu niedrigeren Licht- und hoheren Temperaturwerten. Ihre Ansprüche an Bodenfeuchte, Basen- und Humusgehalt sind höher als bei den "Störungszeigern". Letztere verhalten sich in Bezug auf Temperatur- und Kontinentalitätszahl zum größten Teil indifferent. Die ökologischen Ansprüche der Arten (Zeigerwerte) decken sich sehr gut mit den Ergebnissen der Messungen. Insgesamt hat die forstliche Nutzung im Urwald also sehr deutliche Änderungen in diesem Ökosystem zur Folge.

Keywords

microclimatologyhumiditywood fellingRodhopi ForestNorth-East Greece