Search

Windstorm, among the main natural disturbance agents in central and northern Europe, is found to have controversial effects on the direction of forest succession. Storm severity explains part of the contradiction, but the composition and distribution of biotic and abiotic storm legacies may also play a role. Storm-related microsites consist of the pit and mound complexes caused by uplifted root-plates, and of coarse woody debris (CWD). This thesis discusses availability and relevant conditions of microsites for tree regeneration development in storm-damaged areas at different successional stages. Furthermore, post-disturbance regeneration performance is evaluated based on a series of field inventories in two mature spruce-broadleaf mixed forests on humid, eutrophic soils in Estonia. Two major storms hit the areas in 2001 and 2002 respectively. Regeneration was investigated in patches with different disturbance severities. The focal species were Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), silver and downy birch (Betula pendula Roth. and B. pubescens Ehrh.), black alder (Alnus glutinosa (L.) J. Gaertn.) and European rowan (Sorbus aucuparia L.). Heterogeneity in microsite conditions is the result of variation in elevation, vegetation cover, surfacing bare mineral soil, litter and nutrients accumulation or runoff and substrate stability and penetrability. With time since disturbance, light incidence generally decreases while CWD gets more suitable as a germination substrate, which implies that timing of establishment and optimal growth conditions do not always match. Throughout inventories in the two storm areas in Estonia, pits in heavily damaged areas were dominated by birch, pits in moderately damaged areas by black alder and the mounds in heavily and moderately damaged areas by rowan and Norway spruce, respectively. Regeneration species composition turned out most diverse in moderately damaged areas. Harvested sites were significantly most densely populated, with birch as the dominant species, whereas control areas hosted least regeneration. Differences in regeneration density between heavily and moderately damaged areas were not significant. Disturbance severity exerted significant effect on height and height growth of shade-intolerant species throughout the inventories. Past performance, in its turn, was negatively linked to mortality probability. In contrast, more shade-tolerant species only showed impact of past competition on mortality at later stages since disturbance. Factors affecting regeneration mortality probability varied considerably among regeneration species, microsites and inventory moments since disturbance. Soil moisture explains occurrence and good performance of black alder in pits. The roles of CWD can range from sun-blocking in the first years after germination, to protection from ungulate browsing in later stages. Pre-disturbance management affects future species composition and stand structure. Salvage logging of wind disturbed areas increases the share of shade-intolerant species. Local post-disturbance retention of CWD and targeted pre-commercial thinning are tools to promote certain groups of tree species. The presence of storm-induced microsites is expected to increase long-term tree species diversity on the stand level, due to the species’ preferences. However, future research is necessary to judge whether the observed trends are persistent. Uurimistulemused tugevate tormide, mis on üheks olulisemaks häiringufaktoriks Põhja-Euroopa metsades, mõjust metsade suktsessioonilisele dünaamikale on küllaltki vastuolulised. Oluline tegur, mis aitab selgitada erinevaid arengustsenaariume on tormi tugevus, samas mängivad suurt rolli tormi käigus tekkinud biootilised ja abiootilised häiringuelemendid, mida nimetatakse mikroaladeks. Mikroalad moodustuvad juureaukudest ja -mätastest, mis tekkivad tormi poolt ümberpaisatud puude juurestike üleskerkimisega pinnasest ning suurte puude lamapuidust. Käesolevas uurimuses käsitletakse tormi poolt mõjutatud metsa mikroalade olemit ja tingimusi looduslikul uuenemisel häiringujärgse arengu eri etappides. Metsa uuenemise jälgimisel on kasutatud kordusmõõtmisi püsiproovialadel kahes erinevas Eesti piirkonnas küpsetes kuuse-lehtpuu segapuistutes. Häiringute näol on tegemist on 2001. ja 2002. aasta tugevate suvetormidega. Uuendust uuriti erineva kahjustusastmega metsaosades. Töö keskendus järgmiste puuliikide uuendusele: harilik kuusk (Picea abies (L.) Karst.), aru- ja sookask (Betula pendula Roth. and B. pubescens Ehrh.), sanglepp (Alnus glutinosa (L.) J. Gaertn.) ja harilik pihlakas (Sorbus aucuparia L.). Varieeruvus uuenduskohtade kõrguses maapinnast, taimkatte olemasolus, mulla mineraalse osa paljastumises ja surnud orgaanilise aine ja toitainete akumuleerumine või minemauhtumine ning idanemise ja kasvusubstraadi stabiilsus ja kättesaadavus taimejuurtele loovad mikroalade väga heterogeense mustri. Tavaliselt valgustatus häiringu järgselt tekkiva uuenduse all väheneb, samas muutub lagunev puit taimedele soodsamaks idanemis- ja kasvupinnaseks. Kasvu mõjutavate erinevate tegurite optimumid ei lange sageli kokku. Kahel tormikahjustatud alal läbi viidud kordusmõõtmised näitavad, et enamlevinud uuenduspuuliigid tugeva kahjustusastmega alade juureaukudes on aru- ja sookask , keskmise kahjustusastmega alade juureaukudes sanglepp ning juuremätastel vastavalt tugeva ja keskmise kahjustusastme korral harilik kuusk ja harilik pihlakas. Kõige liigirikkam oli uuendus keskmise kahjustusastmega aladel. Häiringujärgselt koristatud aladel oli uuendus kõige arvukam ja domineerisid aru- ja sookask. Kõige vähem oli uuendust kontrollaladel . Uuenduse arvukus keskmise ja tugeva kahjustusastmega aladel ei olnud usaldatavalt erinev. Kahjustusastme tugevus avaldas suurt positiivset mõju valgusnõudlike liikide kõrguskasvule ja kõrgusele, puutaimede kõrguskasv oli negatiivses korrelatsioonis suremise tõenäosusega. Varjutaluvatel liikidel hakkas konkurents suremust mõjutama alles koosluse arengu hilisemas faasis. Uuenduse suremust mõjutavad tegurid varieerusid suuresti sõltudes uuenduse liigist, mikroala omadustest ja vaatluse ajast. Sanglepa uuenemine ja hea kasv juureaukudes on põhjustatud paremate niiskustingimuste poolt. Lamapuidu mõju võib olla erinev, vahetult pärast häiringut vähendab suur kogus langenud puid uuenevate taimede valgustatust ning hilisemalt kaitseb see puutaimi metsloomade eest. See, milliselt majandati metsa häiringueelsel perioodil mõjutab häiringujärgse koosluse arengut. Häiringujärgsete alade koristamine (sanitaarraie) suurendab valgusnõudlike liikide osakaalu. Lamapuidu jätmine häiringualale ja harvendusraied häiringueelses metsas soosivad liikide uuendust vastavalt nende kohastumuslikele omadustele. Uuenevatel puuliikidel on erinev nõudlus mikroalade poolt loodavate tingimuste osas, seetõttu suurendab mikroalade olemasolu puurinde liigirikkust pikemas arenguperspektiivis. Edasiste uuringutega on vaja selgitada, kuivõrd püsivad ja millise suunaga on käesolevaks ajaks kirjeldatud arengutrendid.

Bakalaureusetöö Metsanduse õppekaval Harilik kuusk (Picea abies (L.) Karst.) on Eesti metsanduses tähtis puuliik, olles kogutagavaralt kolmas puuliik peale harilikku mändi (Pinus sylvestris L.) ja kaske (Betula spp.), moodustades metsamaa pindalast 18,9% ja metsade tagavarast 19,6%. Üha suurenevate kliima muutustega on harilik kuusk aga sattunud ohtu. Soojemad suved ja talved põhjustavad kuuskede nõrgenemist ning on suurenenud kuuse-kooreüraski (Ips typographus) kahjustuste suurenemise. Seetõttu on oluline leida seos kliima ning kuusekooreüraski vahel ning uurida, kuidas aeglustada üraskite levikut. Käesoleva bakalaureusetöö eesmärgiks oli uurida, kuidas mõjutab kliima hariliku kuuse radiaalkasvu ning kas on sellest tingituna erinevus üraski kahjustustega surnud puude ja elusate puude vahel. Välitöödel koguti kolmelt alalt kokku 40 puursüdamikku. Analüüsiti hariliku kuuse radiaalset juurdekasvu dendrokronoloogilisi meetodeid kasutades ning võrreldi saadud tulemusi kliima andmetega. Analüüsidest selgus, et väiksema radiaalse juurdekasvuga puud on tundlikumad kliima muutustele ning puud, mis ei ole taastunud eelnevatest häiringutest, on suurema tõenäosusega kuuse-kooreüraski nakatumise ohus. Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) is an important tree species in Estonian forestry, being the third most important species after Scots pine (Pinus sylvestris L.) and birch (Betula spp.), accounting for 18.9% of the total forest area and 19.6% of the forest reserve. However, with increasing climate change, Norway spruce is under threat. Warmer summers and winters are leading to the weakening of spruce trees and there has been an increase in damage by spruce bark beetle (Ips typographus). It is therefore important to find the link between climate and spruce bark beetle and to investigate how to slow the spread of the beetle. The aim of this thesis was to investigate the effect of climate on the radial growth of Norway spruce, and whether there is a difference between dead trees and live trees with lesions. A total of 40 cuttings were collected from three sites during fieldwork. The radial increment of Norway spruce was analysed using dendrochronological methods and the results compared with climate data. The analyses showed that trees with lower radial increment are more sensitive to climate change and that trees that have not recovered from previous disturbances are more likely to be at risk of spruce bark beetle infestation.

Magistritöö Keskkonnakorralduse ja -poliitika õppekaval Kuuse-kooreürask on üks olulisemaid hariliku kuuse kahjureid Euroopas ning eeldatavasti suureneb liigi olulisus puidukahjurina kliimamuutuste tagajärjel veelgi. Tormikahjustused soodustavad kuuse-kooreüraski levikut. Magistritöö eesmärgiks on uurida kuuse kooreüraski kahjustuste levikut Karula rahvuspargi sihtkaitsevööndites 2016. aasta juulitormi järgselt, et mõista, kuidas on kuuse-kooreüraski kahjustused Karula rahvuspargi kuusikutes tormi järgselt levinud, kas leviku kolded on vaibunud ning leida põhjuseid, miks teatud puistud on kahjustamata. Välitööd teostati Karula rahvuspargi sihtkaitsevööndites koristamata tormialade vahetus läheduses 2020. aasta kevadsuvisel perioodil. Välitööde käigus uuriti hariliku kuuse koosseisuga puistuid üksikpuu ja proovitüki tasandil ning kogutud andmeid analüüsiti programmiga R (R Core Team 2021). Töö tulemusel selgus, et olulisemateks teguriteks, mis mõjutavad kuuse-kooreüraski kahjustuse olemasolu, on hariliku kuuse keskmine diameeter, tagavara ja rinnaspindala, samuti puistu boniteet. Üllatuslikult ei leidnud kinnitust puistu liigilise koosseisu mitmekesisuse ja üraskikahjustuse olemasolu vaheline seos valitud proovialadel. 5 aasta möödudes olid uuritud alade kahjustuskolded tormikollete läheduses vaibunud ning enim üraskikahjustusest mõjutatud alad paiknesid tormikolletele lähedamal. Magistritöö valmis osana projektist „Tormijärgne üraskikahjustuste levik ja metsakaitseabinõud leviku tõkestamiseks“. European spruce-bark beetle is one of the most important pests of Norway spruce in Europe and presumably the importance as such will rise in the context of climate changes. Storm damages contribute to the bark beetle infestations. The puropse of the thesis is to study the spread of European spruce bark beetle at the conservation zones of Karula National Park after the July-storm of 2016 where the disturbance areas have not been influenced by human activity. The study will give an overview of the area of the spread, the possible fading of the infestations and natural features of the forest that contribute to the spread of the bark beetles. The field work was carried out at the conservation zones of Karula National Park close to the storm damages during the spring and summer of 2020. Single trees and stands were studied and the analysis was performed using the program R (Core team 2021). According to the results, most important factors that contribute to the spread of bark beetle infestations are the average diameter, volume and basal area of Norway spruce, also the site quality class. The diversity of the dominant tree-species of the stand did not appear to have significance at the research area. After 5 years the bark beetle infestations had faded and the areas that were more severely damaged appeared to be closer to the storm gaps. The thesis is part of the project „Post-storm bark beetle damages and forest protection measures to prevent the spread".