Direcții de cercetare - Laborator Biometrie FS

Dendrocronologie

Dendrocronologia cu toate componentele acesteia (dendroclimatologie, dendrogeomorfologie, dendroecologie și dendroarheologie) este direcția de cercetare cea mai importantă în cadrul Laboratorului de Biometrie Forestieră. Dendrocronologia mai este și cunoscută și ca ”povestea lemnului”, și ne oferă informații despre trecut, informații mărturisite de inelele anuale.

Schimbările globale de mediu au loc în mod natural de-a lungul mileniilor și pot lăsa în urmă o serie de indicii, inclusiv în inelele de creștere. Arborii sunt „martorii tăcuți” care înregistrează în inelul lor anual informații despre condițiile de mediu din trecut (climat, inundații, alunecări de teren, incendii de pădure, avalanșe, atacuri de insecte, etc.). În cadrul Laboratorului de Biometrie Forestieră decodăm aceste informații folosind analize detaliate ale inelului anual precum: lățimea, densitatea maximă, reflectanța în albastru, izotopi stabili, parametri morfometrici ai celulei lemnoase. Datele obținute din analiza lățimea inelului anual, densitatea maximă, parametrii celulari sau izotopi stabili au rezoluție anuală și le folosim pentru evaluarea stresului indus climatic asupra proceselor fiziologice ale plantelor lemnoase și pentru reconstituirea dinamicii vegetației și a condițiilor de mediu.

Interesul nostru nu este centrat numai asupra plantelor lemnoase vii. Realizarea seriilor cronologice milenare de referință, presupune colectarea probelor de lemn din surse foarte variate: lemn subfosil, lemn din clădiri, lemn din săpături arheologice, lemn din turbării, lemn din sedimente. Pe lângă reconstituirile climatice, seriile dendrocronologice asigură datarea precisă a oricărei piese de lemn care întrunește condițiile pentru datare dendrocronologică. Astfel, orice piesă de lemn arheologic căpătă valoare, fie că este descoperită în șantiere arheologice, fie că este acoperită cu pictură, sau provine dintr-o clădire.

Realizarea seriilor dendrocronologice milenare ne oferă informații valoroase despre variabilitatea condițiilor climatice din trecut, care ne pot ajuta să înțelegem variabilitatea climatul din prezent. Reconstituirile climatice și studiile dendro-climatologice bazate pe parametrii inelului anual fiind în centrul preocupărilor laboratorului. Bazându-ne pe principiile dendrocronologiei, prelevăm probe din zone unde creșterea arborilor este limitată preponderent de un factor climatic (temperatura – în zona montană superioară și precipitațiile din zone uscate). Utilizarea densității maxime a lemnului obținută prin tehnice radiografice cu raze X permite obținerea unor reconstituiri climatice cu acuratețe foarte ridicată, laboratorul nostru fiind dotat cu un densitometru cu raze X – ITRAX multiscanner. Prin aplicarea de noi metode (izotopi stabili) se pot extinde reconstituirile si in zone unde creșterea arborilor nu este restricționată la un factor climatic.

Anatomia lemnului

Anatomia lemnului este cea mai nouă direcție de cercetare în laboratorum nostrum. Deținem cea mai mare colecție de microsecțiuni și eșantioane lemnoase din România. Această colecție de referință permite desfășurarea de studii de anatomie sistematică a lemnului și oferă informații pentru diversele discipline care se bazează pe identificarea lemnului, cum ar fi știința materialelor, ecofiziologia plantelor sau arheobotanica.

Prin tehnici specifice anatomiei cantitative a lemnului analizăm variabilitatea caracteristicilor anatomice ale lemnului pentru a răspunde la întrebări legate de funcționarea plantelor lemnoase, creșterea și relația acestora cu mediul. Printre caracteristicile anatomice cele mai frecvent utilizate sunt: dimensiunile lumenului și grosimea peretelui celular, dimensiunea fibrelor, parametrii hidraulici etc. Proprietățile structurale ale fiecărei celule lemnoase și funcționalitatea acestora, inclusiv transportul și depozitarea apei, a nutrienților și a hormonilor, precum și asigurarea suportului mecanic depind de condițiile de mediu. Prin urmare, analiza acestora parametri anatomici va permite stabilirea atât a relațiilor structural-funcționale din trecut și prezent cât și a sensibilității plantelor lemnoase la condițiile de mediu. În cadrul Laboratorului de Biometrie Forestieră deținem infrastructura necesară pentru astfel de studii – obținerea de microsecțiuni o realizam folosind un microtom rotativ semiautomat – Thermo HM340E, iar scanarea lamelor rezultate cu ajutorul unui slidescanner (3D Hysitech – Panoramic Midi II) .

Inventarieri forestiere

În activitatea practică, în scopul cunoașterii modului de organizare și de structurare a ecosistemelor forestiere, realizării unor modele de creștere, a reglementării procesului de producție, este necesară cunoașterea caracteristicilor dendrometrice ale arboretelor pe mari suprafețe.

Monitorizarea pe termen lung a ecosistemelor forestiere este o componentă importantă pentru gestionarea atât a ariilor protejate cât și a pădurilor gospodărite. Laboratorul de Biometrie Forestieră, prin personalul său și prin echipamentele moderne de care dispune, îndeplinește cerințele monitorizării ecosistemelor forestiere pe termen lung, acoperind amplasarea unor suprafețe de probă și/sau transecte permanente, realizarea de inventarieri succesive (în cadrul suprafețelor de monitorizare permanente), prelucrarea datelor și vizualizare 2D/3D.

În prezent, dispunem de o vastă rețea de suprafețe de probă permanente și volante pentru monitorizarea pădurilor și a rezervațiilor naturale din România.

În cadrul acestor suprafețe ne propunem caracterizarea structurală a arboretelor, evaluarea biodiversității și a gradului de naturalitatea pădurilor, inventarierea lemnului mort, evaluarea stocurilor de carbon, cartarea fazelor de dezvoltare și dinamica perturbărilor și realizarea primelor modele de creștere pentru arbori și arborete.

Toate aceste informații sunt extrase pentru fundamentarea unei silviculturi pe baze ecologice.

Calitatea lemnului

În silvicultură și în domeniile conexe, inclusiv în spațiile verzi, trebuie adesea cunoscută calitatea interioară a lemnului la arborii în picioare. În mod uzual prezența defectelor interioare, în special a putregaiului, se poate estima numai după doborârea arborilor, secționarea trunchiului și apoi estimarea gradului de degradare și pierderea volumului comercial. Evident acesta este un proces consumator de timp.

Prin utilizarea echipamentelor de ultimă generație existente în cadrul laboratorului (de ex. tomograful pentru arbori), arborii sunt scanați pe întreaga secțiune transversală, și în acest fel poate fi estimată zona afectată cu putregai și determinată reducerea rezistenței lemnului datorată degradării acestuia. Deoarece cele mai importante declasări ale pieselor de lemn, și implicit reducerea volumului de lemn comerciabil, apar din cauza defectelor interioare, testarea arborilor este o modalitate rentabilă de a verifica gradul de degradare al acestora. În domeniul spațiilor verzi, datele obținute în urma scanării sunt apoi utilizate pentru a obține o mai bună înțelegere a ceea ce se întâmplă cu arborele și a modului în care aceasta ar putea afecta probabilitatea de rupere a acestuia într-o analiză de evaluare a riscului.