Σάββατο, 9 Νοεμβρίου 2013

Αποσύνθεση φυτικών υπολειμμάτων, κλίμα και πυρκαγιές


(δημοσιεύθηκε στα "Νέα της Πανελλήνιας Κίνησης Δασολόγων", Νο 57, Ιανουάριος - Φεβρουάριος - Μάρτιος 2013, Σελ. 3 – 4)

              Η αποσύνθεση της νεκρής οργανικής ουσίας στα χερσαία οικοσυστήματα ενδιαφέρει πολύ τους δασολόγους, όχι μόνο διότι επηρεάζει την παραγωγικότητα των δασών, των θαμνώνων και των λιβαδιών, αλλά και διότι σχετίζεται με τη συμπεριφορά των δασικών πυρκαγιών. Στα οικοσυστήματα με μικρούς ρυθμούς αποσύνθεσης συσσωρεύονται χρόνο με το χρόνο μεγάλες ποσότητες βιομάζας, με αποτέλεσμα την εκδήλωση δασικών πυρκαγιών μεγάλης έντασης και δύσκολης κατάσβεσης. O ρυθμός αποσύνθεσης των φυτικών υπολειμμάτων εξαρτάται, μεταξύ άλλων, σε σημαντικό βαθμό από την υγρασία και τη θερμοκρασία του εδάφους και, κατ΄ επέκταση, από τις βροχοπτώσεις και τη θερμοκρασία του αέρα, δηλαδή από τις κλιματικές συνθήκες [5].
              Αν και δεν είναι τελείως γνωστή, μέχρι στιγμής, η γεωγραφική διανομή του μέσου ετήσιου ρυθμού αποσύνθεσης των φυτικών υπολειμμάτων σε παγκόσμια κλίμακα, ούτε ποιοι είναι τελικά οι κύριοι παράγοντες ελέγχου αυτής της διεργασίας [8], είναι γεγονός, ότι στα τροπικά βροχερά δάση (θερμά και υγρά κλίματα) η αποσύνθεση είναι ταχύτατη, ενώ στα δάση των βορείων περιοχών (ψυχρά κλίματα) η αποσύνθεση της οργανικής ουσίας προχωρεί πολύ αργά [4,5]. Σε άλλες περιοχές της γης καθοριστικό ρόλο παίζει η εδαφική υγρασία. Στις βορειοανατολικές ορεινές περιοχές της Μικράς Ασίας, για παράδειγμα, παρατηρείται ταχύτερη αποσύνθεση της δασικής βιομάζας στις -ψυχρότερες, εντούτοις υγρότερες- βορινές εκθέσεις παρά στις -θερμότερες, αλλά και ξηρότερες- νότιες εκθέσεις των βουνοπλαγιών [7]. Ομοίως, στα δάση της Βρετανικής Κολομβίας η ταχύτητα αποσύνθεσης είναι μικρότερη τόσο στις περιοχές με τις λιγότερες βροχοπτώσεις, όσο και σε εκείνες που έχουν υποστεί εκτεταμένη αποψιλωτική υλοτομία εξαιτίας της ισχυρότερης ξήρανσης του εδάφους [6]. Αλλά και στη χώρα μας εύκολα παρατηρεί κανείς, ότι η αποσύνθεση των ξηρών χόρτων αρχίζει μετά τις πρώτες καλές βροχοπτώσεις του φθινοπώρου, ενώ κατά τη διάρκεια του ξηρού καλοκαιριού τα στελέχη τους παραμένουν σχεδόν ανέπαφα. Στα δε βιβλία της δασικής εδαφολογίας [5] αναγράφεται, ότι η οργανική ουσία αποσυντίθεται ταχύτερα κάτω από μέσες συνθήκες θερμοκρασίας (30-40ºC) και υγρασίας εδάφους (60-80% της υδατοϊκανότητας), κάτι που προϋποθέτει συχνές και ικανοποιητικής ποσότητας βροχοπτώσεις. Συνεπώς η ξηρασία αποτελεί σημαντικό ανασταλτικό παράγοντα όσον αφορά την αποσύνθεση των φυτικών υπολειμμάτων.
                Για την ποσοτική προσέγγιση του προβλήματος έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές επιστημονικές εργασίες, ξένες βασικά, κάποιες εκ των οποίων είναι ελεύθερα προσβάσιμες μέσω διαδικτύου. Σε αυτές μελετάται συνήθως η συσχέτιση των μέσων ετήσιων ή εποχιακών τιμών της θερμοκρασίας του αέρα και της βροχόπτωσης με τον παρατηρούμενο ρυθμό αποσύνθεσης διαφόρων τύπων φυτικών υπολειμμάτων από διάφορες περιοχές της Γης. Κοινό συμπέρασμα όλων αυτών των εργασιών είναι η αυξητική τάση του ρυθμού αποσύνθεσης αυξανομένης της θερμοκρασίας και της βροχόπτωσης, αλλά οι εξισώσεις, που περιγράφουν τις σχέσεις αυτές, παρουσιάζουν λίγο-πολύ τοπική ισχύ [8].
                Η μέση ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή έχει συχνά χρησιμοποιηθεί ως κλιματολογικός δείκτης του ρυθμού αποσύνθεσης, αφού αυξάνεται αυξανομένης της θερμοκρασίας, εφόσον φυσικά υπάρχει εδαφικό νερό διαθέσιμο προς εξάτμιση. Συνεπώς, οι τιμές της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής είναι μικρές, εκεί όπου οι θερμοκρασίες είναι χαμηλές ή οι βροχοπτώσεις λίγες, με άμεσο επακόλουθο να παρατηρούνται σε δάση μεγάλων γεωγραφικών πλατών παρόμοιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με δάση ξηρών περιοχών σε μικρά γεωγραφικά πλάτη. Ωστόσο, ούτε η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποδεικνύεται πάντοτε ο καλύτερος κλιματολογικός δείκτης του ρυθμού αποσύνθεσης [3]. Για την περιοχή του Καναδά, για παράδειγμα, η μέση ετήσια θερμοκρασία και το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης επεξηγούν καλύτερα το φαινόμενο της αποσύνθεσης των φυτικών υπολειμμάτων από τη μέση ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή.
              Η αδυναμία της μέσης ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής να επεξηγεί παντού σε ικανοποιητικό βαθμό το φαινόμενο της αποσύνθεσης δεν είναι δύσκολο να κατανοηθεί, αφού οι υπολογισμοί της γίνονται συνήθως για εδάφη με σημαντική ικανότητα κατακράτησης ύδατος (100-300 mm), ενώ η προς αποσύνθεση οργανική ουσία συγκεντρώνεται κυρίως στα επιφανειακά εδαφικά στρώματα, όπου και δεν είναι δυνατή η αποθήκευση νερού της βροχερής περιόδου. Ενδεχομένως ο υπολογισμός της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για εδάφη μηδενικής ικανότητας κατακράτησης ύδατος (και η οποία ισούται με το άθροισμα των μέσων μηνιαίων τιμών δυναμικής εξατμισοδιαπνοής, για την περίοδο που αυτή υπολείπεται της βροχόπτωσης, συν το μέσο ύψος βροχής των μηνών που η βροχόπτωση υπολείπεται της δυναμικής εξατμισοδιαπνοής) να αποτελεί καλύτερο κλιματικό δείκτη του ρυθμού αποσύνθεσης παγκοσμίως. Πράγματι, υπολογίζοντάς την με αυτό τον τρόπο για 43 θέσεις μετρήσεων [1] αποσύνθεσης βελονών διαφόρων ειδών πεύκης σε Ευρώπη και Βόρεια Αμερική, εύκολα βρίσκουμε, ότι επεξηγείται κάπως καλύτερα (55% έναντι 50%) η χωρική μεταβλητότητα του μέσου ετήσιου ρυθμού αποσύνθεσης των πευκοβελόνων σε σχέση με τον κανονικό υπολογισμό της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, αλλά και πάλι η βελτίωση της συσχέτισης δεν είναι πολύ ικανοποιητική.
              Μια καλύτερη προσέγγιση του εν λόγω προβλήματος επιτεύχθηκε με τη βοήθεια ενός απλού μοντέλου (εξίσωση πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης με ανεξάρτητες μεταβλητές τη μέση ετήσια θερμοκρασία και το υδατικό έλλειμμα της περιόδου Μαΐου-Σεπτεμβρίου, δηλαδή της διαφοράς του ύψους βροχής από τη δυναμική εξατμισοδιαπνοή), το οποίο επεξηγεί σημαντικό ποσοστό της χωρικής μεταβλητότητας του μέσου ετήσιου ρυθμού αποσύνθεσης για ένα μεγάλο εύρος οικοσυστημάτων, από την αρκτική τούνδρα έως τα τροπικά βροχερά δάση [3]. Για παράδειγμα, η εξίσωση που αφορά την αποσύνθεση βελονών δασικής πεύκης έχει τη μορφή:

K=0.195 + 0.0277 Tamt + 0.000721 D
Όπου: Κ, το ποσοστό της φυτικής μάζας που αποσυντίθεται ετησίως,
           Tamt, η μέση ετήσια θερμοκρασία (°C) και
           D, μέσο ύψος βροχής μείον μέση τιμή δυναμικής εξατμισοδιαπνοής για το πεντάμηνο Μαΐου-Σεπτεμβρίου (mm).

Με την εξίσωση αυτή επεξηγείται το 74% της διακύμανσης του μέσου ετήσιου ρυθμού αποσύνθεσης  βελονών δασικής πεύκης από 34 διαφορετικές τοποθεσίες στην Ευρώπη, ποσοστό πολύ υψηλό, αν ληφθεί υπόψη ότι η αποσύνθεση εξαρτάται και από άλλους παράγοντες (φυτικό είδος, χημική σύσταση, μικροοργανισμούς, ιδιότητες εδαφών) πέρα των κλιματικών. Από την ίδια εξίσωση φαίνεται ξεκάθαρα, ότι η θερινή ξηρασία επιβραδύνει το ρυθμό αποσύνθεσης.
             Τρόποι υπολογισμού της μέσης ετήσιας θερμοκρασίας και του μέσου μηνιαίου ύψους βροχής για τη χώρα μας δίνονται στην εργασία «Κλίμα και δασική βλάστηση της Ελλάδας» [2]. Λαμβάνοντας υπόψη ότι στον ελλαδικό χώρο μόνο σε τοποθεσίες των οροσειρών της Πίνδου και της Ροδόπης το μέσο ύψος βροχής Μαΐου-Σεπτεμβρίου μπορεί και φτάνει τα 300-400 mm, ενώ στους -ίδιων θερμοκρασιακών επιπέδων- μετεωρολογικούς σταθμούς της δυτικής και κεντρικής Ευρώπης τα ύψη βροχής της συγκεκριμένης περιόδου (δεδομένα από http://www.weatherbase.com/) συνήθως υπερβαίνουν τα 300-400 mm (και μάλιστα με ισοκατανομή, αν όχι με μέγιστο κατά τη διάρκειά της), αμέσως αντιλαμβανόμαστε, ότι στα δικά μας δάση η αποσύνθεση είναι πιο αργή. Πράγματι, χρησιμοποιώντας συγκριτικά και μόνο την παραπάνω εξίσωση, αυτή δίνει μέσο ετήσιο ρυθμό αποσύνθεσης (Κ) γύρω στο 0,25 για τα πεδινά της νότιας Ελλάδας, 0,30 για τα ορεινά της νότιας Ελλάδας και 0,30-0,40 για τα ορεινά της κεντρικής και βόρειας ηπειρωτικής χώρας, ενώ για τους σταθμούς της κεντρικής και δυτικής Ευρώπης οι τιμές του κυμαίνονται από 0,30 στις ξηρότερες πεδιάδες έως 0,80 στις υγρές ορεινές περιοχές (συνηθέστερες τιμές 0,40-0,55). Και λέμε συγκριτικά, διότι μπορεί η εξίσωση να έχει εξαχθεί για βελόνες δασικής πεύκης, αλλά οι ρυθμοί αποσύνθεσης άλλων φυτικών υπολειμμάτων (κλάδων, κορμών, άλλων φυτικών ειδών κλπ) είναι μεν διαφορετικοί, σίγουρα όμως είναι ανάλογοι. Ίδια συμπεράσματα βγαίνουν και από την εξέταση των τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής εδαφών μηδενικής κατακράτησης ύδατος, που σχετίζονται ικανοποιητικά με τους ρυθμούς αποσύνθεσης, όπως και έχει αναφερθεί προηγουμένως. Αυτές κυμαίνονται στον ελλαδικό χώρο από 200-300 mm στις πεδινές περιοχές της νότιας Ελλάδας, μέχρι 400-500 mm στους σταθμούς της Πίνδου και της Ροδόπης. Στη Μεσευρώπη, αντίθετα, οι τιμές της ξεκινούν από τα 400 mm (στις ξηρότερες περιοχές) και φτάνουν τα 700 mm στους πρόποδες των Άλπεων, σημειώνοντας μάλιστα μέγιστες τιμές κατά τους θερινούς μήνες κι όχι την άνοιξη ή το φθινόπωρο, όπως συμβαίνει στην Ελλάδα.
               Από όποια σκοπιά, δηλαδή, κι αν εξετασθεί το θέμα και χρησιμοποιώντας τις κλιματικές συνθήκες ως οδηγό, ώστε να καλυφθεί ένα ακόμα κενό ερευνητικό πεδίο στη χώρα μας, συμπεραίνεται ότι οι ρυθμοί αποσύνθεσης των φυτικών υπολειμμάτων στα μεσευρωπαϊκά δάση είναι ταχύτεροι από εκείνους των ελληνικών δασών. Τι σημαίνουν όλα αυτά στην πράξη; Σημαίνουν ότι κάποια πράγματα τα έχουμε διδαχθεί λάθος στην Σχολή και οπωσδήποτε εφαρμόζονται λάθος στην πράξη.  Η χρήση δασοκομικών μεθόδων άλλων χωρών μπορεί να οδηγήσει σε ολέθρια αποτελέσματα, αν δεν ληφθούν υπόψη οι διαφορές στις κλιματικές συνθήκες. Στη Μεσευρώπη οι θερινές βροχοπτώσεις είναι πολύ περισσότερες απ' ό,τι στις δικές μας ορεινές περιοχές, με αποτέλεσμα αφενός το μειωμένο κίνδυνο πυρκαγιάς στα δάση της και αφετέρου γρηγορότερο ρυθμό αποσύνθεσης των φυτικών υπολειμμάτων. Έτσι, στην περίπτωση πολυήμερης ή πολύμηνης ξηρασίας θα εκδηλωθούν στα μεσευρωπαϊκά δάση μικρότερης έντασης πυρκαγιές. Αντίθετα στη χώρα μας, ο σοβαρότερος κίνδυνος για τα δάση είναι οι πυρκαγιές και όχι η μείωση της παραγωγικότητας. Τα περισσότερα από τα δάση μας διασώθηκαν στο πέρασμα των αιώνων, παρά τις ληστρικές υλοτομίες, την υπερβόσκηση, τις πυρκαγιές (ένεκα εμπρησμών, πολέμων και κεραυνών) και χωρίς την ύπαρξη υπηρεσίας για την προστασία τους. Όμως, η σημερινή υποεκμετάλλευση και η πολυδάπανη, αδιάκριτη υπερπροστασία τα έχει καταντήσει πραγματικές πυριτιδαποθήκες, που δίνουν πολύ δύσκολα αντιμετωπίσιμες πυρκαγιές, πρωτοφανώς καταστροφικές από οικολογική και οικονομική άποψη. Είναι γεγονός, ότι τα φύλλα, οι βελόνες και τα πολύ λεπτά κλαδιά, που κάθε χρόνο νεκρώνονται και πίπτουν στο δασικό έδαφος και που αποσυντίθενται πολύ πιο εύκολα σε σύγκριση με κλάδους, φλοιό και κορμούς, είναι υπεραρκετά για τη διατήρηση της παραγωγικότητας των δασών μας. Μικρός δε αριθμός μεμονωμένων νεκρών δέντρων σε διάσπαρτες, επιλεγμένες θέσεις αρκεί για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας εντόμων και μυκήτων. Συνεπώς πρόληψη δασικών πυρκαγιών σημαίνει, κατά πρώτο λόγο, όχι στα υπολείμματα υλοτομιών εντός των δασών μας και δη των ελατοδασών. Όχι αποφλοίωση εντός των δασών. Άμεση απομάκρυνση των νεκρών δέντρων μετά από πυρκαγιές ή ξηράνσεις από έντομα. Ελευθερία και ανοχή στους πολίτες, όσον αφορά την συλλογή και απόληψη ξηρών κλαδιών μέσης ή μεγάλης διαμέτρου για καυσόξυλα (ειδικά τώρα που έχει ο κόσμος μεγάλες ανάγκες), αλλά και χρήση εθελοντών για καθαρισμούς δασών και αναδασώσεων από κατακείμενους νεκρούς κλάδους και κορμούς.
              Μας μάθαιναν στην Σχολή, ότι αρχή της δασολογικής επιστήμης είναι το «μιμηθείτε τη φύση, επιταχύνετε το έργο της» ή τέλος πάντων κάπως έτσι. Το πράττουν αυτό οι Έλληνες δασολόγοι; Μάλλον όχι, αφού στα διαχειριζόμενα ελατοδάση το νεκρό υλικό φαίνεται, μακροσκοπικώς τουλάχιστον, να είναι πολύ περισσότερο από τα εκτός διαχείρισης, βοσκόμενα κλπ. Έτσι, τα υπό διαχείριση ελατοδάση αφανίζονται σήμερα από πυρκαγιές ασύλληπτης έντασης (Μαίναλο, Αύγουστος 2000) και μάλιστα επαναλαμβανόμενες στα συμπλέγματα εκείνα, όπου δεν απομακρύνθηκαν οι κορμοί (Μαίναλο, Αύγουστος 2006, Ιούλιος 2008, Αύγουστος 2011). Συνεπώς, τα παραπάνω πρέπει να ληφθούν πολύ σοβαρά υπόψη από τους συναδέλφους των δασαρχείων και να αλλάξει άμεσα η επικρατούσα νοοτροπία και πρακτική, όχι βέβαια για να διευκολυνθεί το έργο ημών των δασολόγων του Πυροσβεστικού Σώματος, αλλά για να είναι εφικτό να παραδοθεί στις επόμενες γενεές, όσο γίνεται ανέπαφο, ό,τι από το φυσικό περιβάλλον της πατρίδας μας έχει απομείνει και να μην πάει χαμένο το σπουδαίο έργο (προστασία, διαχείριση, αναδασώσεις), που επί δεκαετίες επιτελέσθηκε από τη Δασική Υπηρεσία.

                                                                ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
1) Berg B., Berg M.P., Bottner P., Box E., Breymeyer A., et al. (1993): Litter mass loss in pine forests of Europe and     Eastern United States as compared to actual evapotranspiration on a European scale. Biogeochemistry 20: 127-153.
2) Γκουβάς Μ., Σακελλαρίου Ν. (2011): Κλίμα και δασική βλάστηση της Ελλάδας. Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, Ινστιτούτο Ερευνών Περιβάλλοντος και Βιώσιμης Ανάπτυξης. Τεχνική Βιβλιοθήκη, μελέτη υπ’ αριθ. 01/2011.
3) Liski, J., Nissinen, A., Erhard, M. (2003): Climatic effects on litter decomposition from arctic tundra to tropical rainforest. Global Change Biology, 9: 575-584.
4) Ντάφης Σ. (1986): Δασική οικολογία. Θεσσαλονίκη.
5) Παπαμίχος Ν. (1990): Δασικά εδάφη (Σχηματισμός, Ιδιότητες, Συμπεριφορά). Έκδοση Β΄ βελτιωμένη. Θεσσαλονίκη.
6) Prescott, C.E., Blevins L.L., Staley C. (2004): Litter decomposition in British Columbia forests: Controlling factors and influences of forestry activities. BC Journal of Ecosystems and Management 5(2): 44–57.
7) Sariyildiz T, Küçük M. (2008): Litter mass loss rates in deciduous and coniferous trees in Artvin, Northeast Turkey: Relationships with litter quality, microclimate and soil characteristics. Turk J Agric For 32 (2008): 547-559.
8) Zhang D., Hui D., Luo Y., Zhou G. (2008): Rates of litter decomposition in terrestrial ecosystems: global patterns and controlling factors. Journal of Plant Ecology, 1: 85-93.

 Μάρκος Γκουβάς
                                Φωτογραφίες: όρος Μαίναλο, μεταξύ Βυτίνας και Αλωνίσταινας, Μάιος 2013