Rola silnych wiatrów w przekształcaniu rzeźby terenu w piętrze leśnym gór, na przykładzie wiatrowału w słowackich Tatrach Wysokich

Mountain environments are typified by frequent landscape changes. In recent years, extreme events such as catastrophic windstorms have repeatedly occurred and the resultant changes are best recognized within the mountain forest zone. Apart from vegetation, the relief of the forest floor experiences substantial modification. Surface changes in the blowdown area (12 600 ha), resulting from the windstorm of 19th November 2004 in the Slovakian High Tatras, are the subject of this study. The wind, called the Tatra bora, achieved the velocity of 64 m/s (230 km/h). Catastrophic results were facilitated by simple species composition of the forests with prevailing spruce (72% of the trees) and some admixture of larch. The direct change to the forest floor relief was the result of tree uprooting which caused an uplift of substantial amount of soil and bedrock. Ten plots of 400 to 1600 m2 each, situated in characteristic places within the blowdown area, were selected for the detailed study. The uplifted roots of a tree with attached soil and rocks create a kind of a disc, hereafter referred as the uprooted tree. Following measurements of such disks (uprooted trees) were performed: the longest axis (a), the shortest axis (b) and the thickness (c). It was calculated that the average area affected directly by a single uprooted tree was 2.58 m2 and the estimated total area of the direct relief modification constituted 8,2% of the whole blowdown area. The average volume of a single uprooted tree was 1.9 m3 and the estimated total volume of uplifted soil and rocks was 7.7 km3. The occurrence of freshly uprooted trees triggered further relief modification – small pits and mounds have developed next to the roots. The pits and mounds have become relatively stable with longest axis up to 6 m, depths and heights up to 0.6 m. Such secondary landforms develop due to denudation and plant colonisation which stabilizes the relief. Such micro-topography can constitute approximately 50% of the blowdown areas of the world. The Slovakian blowdown area is yet too young for detailed measurements of the resulting micro-topography since the pits and mounds did not yet develop fully. However, based on the performed studies, it can be inferred that pits and mounds will cover 10% of the whole area affected by the windstorm. Denudation within the uprooted trees and their direct surroundings has little impact on the overall efficacy of slope processes. Removal of fallen trees by heavy machinery can pose significant threats to the mountain environment. Cartographic materials and field studies allow to state that: 1) new roads were created, 2) existing roads were widened (sometimes even two times – up to 6 m), 3) the roads were deepened – by as much as 0.5 m during 4 months), and 4) the function of certain roads was changed permanently or temporarily. The main direction of mobility of the machinery working in the forest was parallel to the slope profiles, even when the slope inclination exceeded 20o. The forest works, conducted since September 2006, resulted in the lengthening of the roads by as much as 3 to 4 times. However, 2–3 years after cessation of intensive works the roads became overgrown, sometimes completely. Installed bench marks allowed determining changes in cross-sections of the roads in 13 different places. However, this was possible only after cessation of intensive works, which was the period of highest human pressure. Natural geomorphic processes shape the roads afterwards. It was found that accumulation slightly prevails over erosion, which is explained by woody debris accumulation on floors of road incisions. The range and duration of relief modification within the mountain blowdown areas depend on slope inclination, lithology, and the type and timing of human activity.

W artykule przedstawiono rolę wiatru o dużej sile w przekształcaniu środowiska przyrodniczego piętra leśnego obszarów górskich. Badania prowadzono w słowackich Tatrach Wysokich, na obszarze wiatrowału o powierzchni 12 600 ha powstałego 19.11.2004 r. Za główne przyczyny tego zdarzenia uważane są: tatrzańska bora o maksymalnej prędkości 64 m/s (230 km/h) oraz stan lasu. Bezpośrednią zmianą w ukształtowaniu terenu jest powstanie wykrotów. Dokonano ich pomiarów na reperzentatywnych poletkach. Obliczono powierzchnię bezpośrednio zmienioną przez jedno powalone drzewo. Wynosi ona 2,58 m2. Łączna wielkość zniszczeń powierzchniowych w granicach wiatrowału szacowana jest na 10,3 km2, co stanowi około 8,2% jego całkowitej powierzchni. Wraz z systemem korzeniowym jednego wyrwanego drzewa podniesieniu ulega 1,7 m3 materiału glebowo-zwietrzelinowego, co daje wartość 7,7 km3 dla całego wiatrowału. W zniszczonych lasach prowadzi się prace zrywkowe, które pozostawiają trwałe ślady w rzeźbie. Na podstawie map topograficznych, zdjęć lotniczych oraz badań terenowych przeprowadzono analizę i ocenę zmian sieci dróg wywołanych tzw. pracami poklęskowymi, w wyniku których ich gęstość wzrosła trzy- czterokrotnie, osiągając 17–31 km/km2. Dwuipółroczny okres braku eksploatacji dróg sprawił, że większość z nich uległa częściowemu lub całkowitemu zarośnięciu. Prace leśne z zastosowaniem ciężkiego sprzętu i pojazdów mechanicznych w obszarach górskich mogą prowadzić do powstania wyraźnych, głębokich form liniowych. W czasie intensywnej ich eksploatacji niektóre odcinki uległy wcięciu nawet o ponad 10 cm/miesiąc. Okres po zakończeniu intensywnych prac leśnych charakteryzował się niewielką przewagą procesów akumulacyjnych nad erozyjnymi. Wielkość i trwałość przekształceń powierzchni górskich wiatrowałów jest zależna od wielu elementów środowiska przyrodniczego, z których najważniejszymi są nachylenie terenu i budowa litologiczna, oraz od działalności człowieka, a zwłaszcza rodzaju i czasu trwania prowadzonych prac leśnych.